WWW.DOC.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные документы
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

«ц ИКАИЧНОСТЬ О С А Д О Ч Н Ы Х толщ И МЕТОДИКА ЕЕ ИЗУЧЕНИЯ Jl. Н. Ботвинкина, B. П. Алексеев ЦИКЛИЧНОСТЬ ОСАДОЧНЫХ ТОЛЩ И МЕТОДИКА ЕЕ ИЗУЧЕНИЯ ...»

-- [ Страница 1 ] --

Л.Н.Ботвинкина

В.П.Алексеев

ц ИКАИЧНОСТЬ

О С А Д О Ч Н Ы Х толщ

И МЕТОДИКА

ЕЕ ИЗУЧЕНИЯ

Jl. Н. Ботвинкина, B. П. Алексеев

ЦИКЛИЧНОСТЬ ОСАДОЧНЫХ ТОЛЩ

И МЕТОДИКА ЕЕ ИЗУЧЕНИЯ

Свердловск

Издательство Уральского университета

УДК 556.12

Б86

Рецензенты

доктор геолого-минералогических наук, профессор И. В. Хворова;

лаборатория региональной геологии и геотектоники АН СССР

Научный редактор профессор В. И. Якшин Ботвинкина JI. H., Алексеев В. П.

Б86 Цикличность осадочных т ол щ и методика ее изучения.— Свердловск: Изд-во Урал, ун-та, 1991.— 336 с.

I S B N 5— 7525— 0102— 0 В работе освещаются общие вопросы, связанные с изучением циклич­ ности. На конкретных примерах описываются особенности циклической седиментации в осадочных толщах разного состава, формировавшихся в различных условиях: палеогеографических, климатических и тектонических.

Разбираются основные закономерности циклической седиментации и причи­ ны, ее вызывающие. Дается классификация литоциклов. Рассматриваются различные методы их выделения и изучения. Предлагается методика иссле­ дования литоциклов применительно к различным объектам.

Указывается возможность использования знаний о цикличности в практических целях:

для расчленения и корреляции разрезов, поисков полезных ископаемых и др.



Книга адресована широкому кругу геологов-практиков, научных со­ трудников, а также аспирантам и студентам геологических специальностей.

Ил. 75. Табл. 18. Библиогр.: 241 назв.

Редактор С. Г. Галинова с 1804020200—24 182(02)—91 т ^т ^ © Л. Н. Ботвинкина, I S BN 5— 7525— 0102— 0 В. П. Алексеев, 1991

П РЕ Д И С Л О В И Е

Це ль данной работы — по возможности кратко осветить основ­ ные черты циклической седиментации и условия ее ф о рм и ро в а­ ния, особенности циклического строения р азнообраз ных оса до ч­ ных т олщ и методы их исследования. Изучение цикличности в н а ­ стоящее время приняло широкий размах, и это не случайно. З н а ­ ние строения осадочной толщи и закономерностей ее образования необходимо при выявлении условий формирования и раз мещения различных полезных ископаемых при их поисках и разведке, р а з ­ работке и прогнозировании, а т а к ж е при проведении с т ра т иг р аф и ­ ческих и р яда других геологических работ. Поэтому знание з а ­ конов циклической седиментации ка к общих, т а к и частных не­ обходимо очень широкому кругу геологов. К а к выясняется, ц ик ­ личность седиментации в какой-то мере связана с различными космическими явлениями.

Цикличность, н а бл ю д а е ма я в тол щах осадочных пород, о св е ­ щается в большей или меньшей степени, в многочисленных р а ­ ботах, реже — в трудах, специально посвященных тому или ино­ му аспекту этого явления, и в значительно большей степени — по­ путно с другими исследованиями. Однако несмотря на обилие публикаций разного рода до сих пор не было еще опубликовано работы, обобщающей одновременно основы изучения цикличности с генетических позиций, специфику ее проявления в различных фо рма ц ия х и методы исследования, рекомендуемые при проведении тех или иных геологических работ, в частности, при полевых н а ­ блюдениях различных геологических объектов.

Н а с т о я щ а я работа являе тся попыткой ликвидировать этот пробел, существующий в отечественной литературе.





Один из а в ­ торов посвятил более 30 лет своей научной деятельности изучению особенностей стратификации осадочных толщ в ее широком пони­ мании на разных уровнях седиментогенеза. Н а уровне пород это было изучение слоистых и других текстур (Ботвинкина, 1962 б, 1965, 1970 и др.)· Следующим этапом подведения итогов т ак их исследований является д а н н а я работа, посвященная циклической стратификации осадочных т ол щ и методам ее изучения. Вт орая часть работы (главы 3— 5, а т а к ж е «Основные выводы и р екомен­ дации» написаны Л. Н. Ботвинкиной; раздел 6.7 главы 6 (« Ма те­ матические методы изучения л и т о ц и к л о в » ) — В. П. Алексеевым.

Остальные главы и разд ел ы написаны совместно JI. Н. Бот винк иной и В. П. Алексеевым.

В кратком изложении невозможно охватить в полной мере вседискуссии, проходившие и проходящие по тем или иным вопро­ сам, связанным с цикличностью. Они затронуты лишь в той мере, в какой это было необходимо для разностороннего освещения того или иного положения. Особенно это относится к дискуссии по т е р ­ минологии. Однако авторы все же стремились не только изложить свою точку зрения и рекомендуемую методику, но и п оказать многообразие существующих взглядов на различные стороны я в ­ ления цикличности. Насколько это удалось — судить читателю.

Ч А СТ Ь П Е Р В А Я

–  –  –

1.1. История изучения цикличности Изучение цикличности в осадочных породах условно можно р азделить на три этапа, д ал еко не одинаковых по времени.

Первый этап — в основном XIX и первая треть XX столетия*.

У же с первого десятилетия XIX в. (и д а ж е с конца XVIII в.) не­ которыми геологами отмечались закономерности в чередовании пород, что связывалось, главным образом, с тектоническими д в и ­ жениями. Н а ч а л о выделению циклов как таковых было п о ло ж е ­ но Д ж. Ньюберри (Newberry, 1872), который более 100 лет н аз а д отметил существование циклов в одной из угленосных т ол щ в США. В д ал ьн ей ше м в ряде работ преимущественно з а р у б е ж ­ ных геологов были описаны конкретные циклы, в основном в угленосных отложениях. В нашей стране повторяемость пород в угленосных т ол ща х отмечали в конце прошлого и н ачале нынешнего столетия Л. И. Лутугин и П. И. Степанов при картировании о т л о ­ жений Донецкого бассейна.

Таким образом, намечается один из элементов, о п ре де ля ю­ щих циклическое строение — повторяемость, очевидность которой подчеркивается наличием в угленосной толще таких реперов, к а к угольные пласты. Друг ое качество, определяющее цикл се ди ме нт а­ ц и и — направленность ее изменения и возможность во звра щения к исходному положению, было подмечено Н. А. Головкинским в его широко известной работе (1868). Однако у ка зан ные авторы не сформулировали понятие о цикличности, хотя и показали ее ос­ новную черту — чередование трансгрессивного и регрессивного осадконакопления. Все работы этого э тапа были единичны и как бы «нащупывали» подход к данной проблеме.

Второй этап в изучении цикличности начинается примерно с 30-х годов нашего столетия, когда многие геологи и у нас, и за рубежом приступили к систематическому изучению цикличности, в * Мы не упоминаем отдельные, более ранние работы, где понятия о циклич­ ности только намечались (Стенон, 1669; Гсттоп, 1795; и др.).

первую очередь — в угленосных толщах. В 1930 г. Д ж. Уэллер (Weller, 1930 и др.) выделил и детально описал циклы в угленос­ ной толще карбона в США. Он считал, что возникновение циклич­ ности вызывается колебательными движениями — поднятиями и опусканиями. Почти в то же время Р. Прюво ( Pruvos t, 1930) т а к ­ ж е выделил циклы в угленосной толще карбона Франции, но он считал, что их возникновение обусловлено непрерывным и в то же время неравномерным опусканием области седиментации. Впо­ следствии за рубежом было опубликовано достаточно много р а ­ бот, посвященных цикличности (исследования отдельных геоло­ гов и публикации, явл яющие ся результатОхМ проходивших со в ещ а­ ний, симпозиумов и конгрессов).

В нашей стране цикличность начала изучаться в первую оче­ редь т а к ж е в угленосных отложениях, где она была видна наи­ более отчетливо. Здесь в первую очередь следует н азвать работы Ю. А. Же м чу ж ни к ов а, который уже в 1935 г. выдвинул изучение цикличности как метод исследования осадочных пород. В конце 30-х годов большое внимание данному вопросу уделяют Е. П. Брунс, П. В. Васильев, Г. А. Иванов.

После окончания Великой Отечественной войны цикличность изу­ чается практически почти во всех угольных бассейнах и место ро жде­ ниях СССР. Она описывалась во многих работах не только указ анных ученых, но и их последователей и учеников. Одновременно с опи­ санием циклов в разных угленосных т ол щах возникла дискуссия по ряду вопросов: по поводу терминологии, о причинах, в ы з ыв аю ­ щих цикличность, о методике ее исследования и др. Помимо о т­ дельных публикаций специальное внимание вопросу изучения цик­ личности уделялось на Всесоюзных совещаниях, начиная с 1944 г.

(Труды Всесоюзного угольного совещания, 1947), затем на Втором угольном совещании (1953) и последующих.

С другой стороны, ведущие ученые нашей страны подходят к выявлению глобального периодического повторения крупных гео­ логических явлений. Так, Л. В. Пустовалов (1940) обратил вни­ мание на периодичность седиментационного процесса, которую он связывал с осадочной дифференциацией вещества.. М. С т р а ­ хов (1949) выявил крупные циклы в развитии осадконакопления, обусловленные чередованием трансгрессий и регрессий. П р е д с т а в ­ ленная им схема привлекла большое внимание геологов различных специальностей. В Средней Азии В. И. Поповым и др. развивается изучение цикличности кайнозойских моласс и на этой основе р а з ­ р аб атыв ают ся новые принципы «ритмостратиграфии». Изучается цикличность в осадочных тол щах Сибири. Цикличность н ач ин а­ ет привлекать внимание при изучении отложений разного соста­ ва: карбонатных, соленосных, кремнистых, фосфоритоносных, для горючих сланцев. На чинаются исследования цикличности нефте­ носных толщ. Кроме того, на примере флишевых толщ детально разбираетс я ч астая повторяемость мелких элементов р аз ре за (рит­ мов), р а з р а б а т ыв ае т ся методика их изучения.

З а р убежом т а к ж е публикуется много работ, в которых ц ик­ личность отмечается попутно, или специально посвященных изуче­ нию этого явления, например, « Rhyt hm in s edi ment at ion» (1950).

Выделяются ритмы в отложениях мутевых потоков (Kuenen, 1953;

и др.), п ро до лжа ют ся исследования терригенных, карбонатных и других пород.

Н а ч а л о последующего, третьего э тапа в изучении цикличности можно считать примерно с 60-х годов нашего столетия, когда, кроме многочисленных отдельных публикаций, появляются кр уп ­ ные монографические работы, в которых делаются обобщения — по существу начинает со здаваться теория циклической се ди ме нта­ ции. С применением специальных методик изучения цикличности подводятся итоги исследований по крупным угольным бассейнам Советского Союза: Доне цк ому (Жемч ужн ик ов и др., 1959— 1960), Печорскому (Македонов и др., см.: История у г ле на коп ле ­ ния..., 1965), Кар аг анд инс кому (Слатвинская, 1967, 1971 и др.) и ряду других. Большое внимание уделяется цикличности и на по­ следующих Всесоюзных угольных совещаниях (что находит о т ­ ражен ие в соответствующих сборниках докладов или их тезисов), а т а к ж е на секции угленосных формаций Всесоюзных литологиче­ ских совещаний 1969 и 1974 гг.

Одновременно с этим изучение цикличности все больше в ыхо­ дит за пределы угленосных то лщ и начинает применяться как ме­ тод исследований на других объектах: красноцветных, меденос­ ных (Л. Н. Ботвинкина, И. П. Дружи ни н, В. С. Салихов), ф осф о­ ритоносных (Э. А. Еганов, Р. К. Пауль, К. Т. Табылдиев, Л. Ф. Ч е р бянова и др.), соленосных (С. М. Кореневский, М. П. Фивег и Др.)»

вулканогенно-осадочных (Л. Н. Ботвинкина, Г. М. Власов, М. Н. Щ е р б а к о в а и др.), карбонатных (В. С. Сорокин, Р. Э. Эйнасто и Др.). Выявляет ся цикличность в геосинклинальных о т л о ж е ­ ниях (Н. А. А зе рба ев ), в океанических осадках (А. П. Лисицин, И. В. Хворова и др.).

П р од о л ж а е т с я изучение цикличности в отложениях мезозоя и д окембрия Сибири (И. А. Вылцан, В. П. Казаринов, Г. И. Л ео н т ь ­ ев и др.); докембрия Карелии (Л. П. Галдобина, В. 3. Негруца, В. А. Соколов и Др.). Р а з в ив а ет ся исследование цикличности к а й ­ нозоя Средней Азии (В. И. Попов и геологи его школы). Наконец рядом исследователей изучается цикличность в нефтеносных т о л ­ ща х (Т. А. Ботнева, Ю. Н. Карогодин, С. М. Кунин, А. А. Трофимук и др.). Ритмичность фл иша изучается в несколько ином а с ­ п е к т е — с точки зрения определения времени формирования э л е ­ ментов разре за (С. Л. А ф а на с ье з). Кроме л и т о л о г о е. уделяют внимание цикличности т а к ж е тектонисты (В. Е. Хайн и др.) и стратиграфы (В. В. Меннер и др.).

Такихм образом, нака плив аетс я огромный материал фа к ти че ­ ских наблюдений на разнообразных конкретных геологических объектах. Ho единства действий среди геологов нет, как нет и о б ­ о б щаю щих работ по этой проблеме в делом. Сдвиг в ее изучении лроисходит начиная с 1975 г., когда в Новосибирске A. A. Tpoфимуком и Ю. Н. Карогодиным была орган изова на комиссия по изучению этой тематики, а т а к ж е проведено Всесоюзное совещание, труды которого пользуются широкой. известностью (Основные теоретические вопросы..., 1977; Цикличность отложений..., 1977).

В последующем Ю. Н. Карогодиным совместно с другими г еоло­ гами ежегодно в разных городах проводились школы и семинары по изучению цикличности. Р езу ль таты этой работы о тр а ж е н ы в ряде постановлений и опубликованных сборниках статей, посвя­ щенных цикличности разных объектов (главным образом, у г ле ­ носных, нефтеносных и флишевых о т л о ж е н и й ), а т а к ж е теорети­ ческим вопросам, связанным с седиментационной цикличностью.

Всего в 1976— 1985 гг. проведено 17 семинаров и конференций, и з­ д ан о (кроме трудов конференции 1975 г.) 20 монографий и сбор­ ников статей. Их полный перечень приводится в сборнике «Теоре­ тические и методологические вопросы седиментационной циклич­ ности и нефтегазоносности» (1988). К сожалению, нередко вместо того, чтобы рассмотреть в сравнительном аспекте особенности ц и к­ личности генетически различных отложений, внимание н а п р а в л я ­ ется на терминологические споры, которые в конечном итоге п ри­ нимают схоластический оттенок.

«Вспышка» усиленного интереса к цикличности оса дк она ко п­ ления проходит параллельно с увеличением внимания к периодич­ ности различных иных процессов, изучаемых другими науками, например, биологией (биоритмы). Кроме того, наметилось особое н аправление — изучение связи периодичности геологических и космических явлений (Балуховский, 1966; Вылцан, 1967; Ж е м ч у ж ­ ников, 1963; Лунгерсгаузен, 1963; Малиновский, 1977; Чижевский, 1976).

П а р а л л ел ьн о с этими исследованиями появляется ряд работ по общей геологии, литологии и тектонике, где освещают ся круп­ ные глобальные циклы — литогенеза, тектонические, кл имати че­ ские (Ронов, 1964; Страхов, 1963; Тихомиров, 1967; Хайн 1973;

и др.).

На чина ет формироваться специальное направление в изучении цикличности, связанное с применением различных математических методов. Эти вопросы регулярно о бс ужд а ют с я на московских со­ вещаниях, начиная с 1982 г.

З а рубежом 60— 80-е годы т а к ж е хара кт еризуют ся усилением работ, направленных на изучение цикличности. П р о д о лж аю тс я ис­ следования Д ж. Аллена (Allen, 1974), Д ж. Би рб ау эр а (Beerbower, 1969), А. Боумы (Bouma, 1962), А. Уэллса. (Wells, 1960), Т. Эллиота (Elliott, 1976) и многих других. В 1964 г. проходит специальный симпозиум по изучению цикличности (Sympo si um o n cyclic sedi ment at i on, 1964). Большинство этих работ еще св я­ зано с угленосными отложениями, од на ко ряд из них п о с в ящ а ­ ется у ж е описанию циклов (циклотем) в других осадочных т о л ­ щах.

Наконец, в 1967 г. публикуется работа шотландских геологов П. Д а ф ф а, А. Х а л л а м а и Э. Уолтона, позже и зда нн ая в переводе на русский яз ык ( Д а ф ф и др., 1971). В ней обобщены сведения о р аботах по цикличности з ар у бе жн ых геологов, но, к сожалению, почти совсем не использована обширна я советская лит ература по этому вопросу. (Имеются упоминания только немногих статей советских геологов, которые были опубликованы на английском языке. Таким о бразом, у к а з ан ия на советских авторов носят чи­ сто случайный характер. ) Этим недостатком в меньшей мере ст ра ­ дает очень интересная сводка польских геологов (Седиментоло­ гия, 1980).

Изучение цикличности на разных этапах проходило по-разному.

Так, на втором этапе среди геологов были не только сторонники, но и противники теории циклической седиментации. В ы с к а з ы в а ­ лись мнения, что седиментационные циклы не существуют, что «нет такого механизма, который в ызывает появление циклов» и т. д. Геологи как бы разделилис ь на «циклистов» и «антициклистов». Однако по мере появления в печати все большего ф ак т ич е ­ ского ма т ер иа ла по этому вопросу «антициклистов» становилось все меньше, и на последнем, третьем этапе, к концу 70-х годов, существование цикличности о са дкона копле ния и наличие циклов в различных осадочных т ол ща х у же стали считать неоспоримым фактом. Н а этом третьем этапе, как мы у ж е у ка зыв ал и, кроме описания цикличности в конкретных геологических о бъе к та х в той или иной мере р аз ре шае тся ряд общих вопросов, связанных с цикличностью. Кроме того, д ал ь ш е р азвиваются начатые ранее н аправления использования цикличности в практйческих целях: для палеогеографических и палеотектонических построений, исполь­ зования циклов в качестве стратиграфических единиц разного ранга, д ля расчленения и корреляции разрезов. В ыя вл яются осо­ бенности формирования циклов в различных тектонических у с л о­ виях седиментации (на п ла тформа х, в геосинклиналях), в р а з ­ личных климатических обстановках и т. д. В ряде р абот о т м е ч а ­ ется связь цикличности с полезными ископаемыми. (А д л я у г ле ­ носных толщ, в которых цикличность наиболее изучена, в ы я в л е ­ ние циклов стало неотъемлемым элементом их изучения.) Огромный ма териал накоплен по вопросу взаимной связи ф а ­ циального и циклического анализов. Выделены циклы разных по­ рядков, ма сшта бов и типов. Многими авторами п редложены р а з ­ личные типизации и клас сификации циклов, разные методы изуче­ ния и графического изобра жения цикличности. Ho поскольку все эти исследования проводились разрозненно, среди геологов н а м е ­ тились еще большие р асхождения по вопросахМ разного рода. П р е ж ­ де всего это относится к применяемой терминологии. Споры идут т а к ж е по вопросам, как выделять циклы разных рангов, к ак их классифицировать, что считать началом цикла, какие его п ри зн а­ ки являются определяющими, основньши, какие причины их в ы ­ зывают и т. д. Всех этих вопросов и связа нных с ними дискуссий мы коснемся в соответствующих г лавах данной работы.

Н а первом и втором э тапах исследований основным м а т е р и а ­ лом д ля изучения цикличности служило преимущественно о са дк о ­ накопление на континентах, в эпиконтинентальных морях и на шельфе. На третьем этапе более глубокому пониманию цик лич ­ ности способствовали раз вивающиеся работы по изучению глубо­ ководных осадков морей и океанов и на разнообразных типах шельфов. Эти работы помогли более широкому пониманию ст р ое ­ ния и причин возникновения седиментационных циклов разного рода, изучаемых в ископаемых толщах. На меч ают ся крупные группировки циклов по разным принципам. Определяются типы циклов в зависимости от динамических режимов оса дк о на к оп ле ­ ния (Романовский, 1985), намечаются ксеноциклы (Ботвинкина, 1974), выделя ются циклы, связанные с инъекцией иного ма т ери ал а (Циклическая и событийная седиментация, 1985). Публикуется сборник под редакцией Н. В. Логвиненко «Периодические процессы в геологии» (1976), где цикличность рассма трив ае тся в различных аспектах, в том числе в связи с периодичностью космических про­ цессов. Появление столь разнообразного нового м а тери ал а приво­ дит к выводу о необходимости его объединения и осмысливания в целом.

1.2. Основные термины «цикл» и «ритм» и связаннаяс ними дискуссия

Почти с самого н а чал а изучения повторяющихся в геологических разр е за х сходных комплексов отложений для их (обозначения были предложены д ва термина — «цикл» и «ритм» и к ак их про­ изводные, обозначающие явления — «цикличность» и* «ритмич­ ность». Сторонники слова «ритм» о прав дыв али его тем, что слово «цикл» якобы обозначает движение по кругу, з амкнутый процесс, и не о тр а ж а е т эволюционного развития (ук азыва я на точный пе­ ревод слова с греческого яз ык а kyklos — колесо или с латинского cyrcle — круг).

Так, Д. В. На ли вки н (1955, с. 79) писал: «В литературе часто употребляются т а к ж е названия «циклическая седиментация», «циклы осадков», «ритмы осадконакопления» и др. Термин «ритм»

более правильно о т р а ж а е т сущность явления, та к как цикл в б у к­ вальном переводе о бозна ча ет круг, т. е. такую последовательность явлений, которая кончается в той же точке, где началась». Ho д ал ее он у казывает, что «такое буквальное.понимание термина «цикл» не применяется и циклом н азывается последовательность явлений, к он чающая ся той же категорией явлений, которой она началась, но в другой точке». Т а к а я последовательность назв ан а ритмом, однако «не будет, конечно, ошибкой и применение н а з в а ­ ния «цикл», но не в буквальном смысле, а в том понимании, кото­ рое о характеризовано выше».

В угольной геологии Г. А. Иванов, который ранее употреблял термин «цикл», впоследствии о тк а з а л с я от него и предпочел го­ ворить о ритмах в угленосной толще, считая при этом, что вопрос о том, к ак называ ть явление: цикличностью или ритмичностью — не является принципиальным. Он писал (1956, с. 127): «ритмиче­ ское или циклическое строение угленосных отложений в более или менее отчетливом виде уста навливается во всех угленосных от ложениях», п одразумевая эти терл!ины синонимами. Того же мнения п р ид ерж ив ал ся и А. В. Македонов (История у г ле на ко п­ ления..., 1965 и др.).

В. И. Попов (1954, с. 81) у ка зыв ал : «По методологическим со­ о б р аж е н и я м термин «цикличность» к ажетс я нам менее п рие мле­ мым, чем термин «ритмичность». Возможно, что предпочтение последнему термину он о тд а л потому, что сравнивал изучаемые им молассы с флишем (в котором выделялись ритмы). Однако он т а к ж е считал, что понятия «ритмичность» и «цикличность» т о ж ­ дественны. Эту же точку зрения он в ыс каза л и в более поздних работах ( 1979 и д р. ).

М еж ду тем, как по каза л Ю. А. Ж е м чу ж ни ко в (1955 а), с с ыл а­ ясь на толковые словари и употребление понятий «ритм» и «цикл»

в других областях знания, эти понятия в чем-то близкие, но не о ди­ наковые. Понятия «ритм» и «ритмичность» обязате льно требуют равномерного периодического повторения какого-либо явления (например, сезонности), в то время как цикличность обычно неравномерна: циклы одного и того же разр ез а могут с фор мир о­ ваться в разные интервалы времени. Вместе с тем понятие «цикл»

отнюдь не о з нач ает замкнутое развитие «по кругу»,' т ак к ак ц ик ­ лы, следующие один за другим в геологическом разрезе, всегда имеют не только черты сходства, но и черты различия, о т р а ж а ю ­ щие эволюционную направленность процесса осадконакопления.

Одним из авторов данной работы д авно было показано, что по ня­ тие, в кл ад ыв а емо е в термин «цикл», следовало бы сравнивать с витком спирали (Ботвинкина, 1952 б; 1953; 1975 а), а не с к р у­ гом. Ho, несмотря на это, ряд геологов (в основном л ен инг рад ­ ской и среднеазиатской школ) про до л жа л и (и до сих пор про дол ­ жа ют) употреблять термин «ритм» д ля обозначения тех ж е я в л е ­ ний, которые другие геологи обоз на ча ют термином «цикл».

Таким образом, несмотря на различие этих двух понятий, п р а к ­ тически оба термина стали синонимами, что приходится у читы ­ вать при знакомстве с литературой. Более того, в ряде работ они употребляются одновременно. Так, например, некоторые геологи пишут: «цикличность (ритмичность)...». Обо знач ая по сути одно и то же, термины много лет мирно сосуществовали в геологической лит ературе (и в отечественной, и в за ру бе жно й), а результаты их изучения были при этом вполне сопоставимы.

Кроме угольной геологии, термин «ритм» был введен при изу­ чении фл иша Н. Б. Вассоевичем (1948, 1951) для обозначения несколько иного явления — сочетания двух или трех элементов ра зр е за (слоев), однотипно и многократно повторяющихся во флишевой толще. В дальнейшем геологи, изучавшие флиш, неиз­ менно придерживались этого термина, т ак как он хорошо о т р а ж а л существо дела.

Таким образом, в изучении периодической повторяемости по­ род наметилось двойственное понимание термина «ритм» — как синонима термина «цикл» и к ак понятия близкого, но более у з к о ­ го, обозначающего равномерное и однотипное повторение н ес л о ж ­ но построенных элементов разреза. При этом и в том и в другом понимании термин «ритм», т ак же как и термин «цикл», имеют один и тот же недостаток: они о пределяют одновременно и сам процесс, и его результат, в ыр аженный в комплексе пород, о б р а ­ зующем элемент осадочной толщи, т. е. стратификационную еди­ ницу. На это обстоятельство обратили внимание американские гео­ логи (Wanless, 1936; и др.). предложившие для обозначения с е ­ диментационного цикла, наблюдаемого в разрезе, термин «цикло­ тема» (c ycl ot heme), который в нашей литературе не привился.

К исправлению создавшегося положения обратился Н. Б. В а с ­ соевич (1973, 1977). Утве рждая, что в терминологии, связанной с цикличностью, царит «несусветный хаос», он взялся за л и к в и д а ­ цию последнего. П р е ж д е всего он о тка зал ся от предложенного им ранее термина «ритм», несмотря на то, что последний у же прочно укоренился в обиходе геологических работ и безоговорочно был принят при изучении ряда осадочных пород, особенно флиша. Все проявления периодического повторения сходных элементов р а з р е ­ за Н. Б. Вассоевич стал относить к единому ряду явлений, р а з л и ­ чающихся только масшта бом и временем формирования — от се­ зонных ритмов ленточных глин до крупных циклов, соответствую­ щих по времени формирования периодам и д а ж е эпохам. Д а л е е он предложил элемент цикличности построенного р азр ез а вместо «цикл» н азвать «циклосома» (от гр. soma — тело) или — сок р аще н ­ н о — «циклома» или «циклом». Однако последний термин нехорош потому, что не несет смысловой нагрузки (никто не д ог адается, что это сокращенное слово), а т а к ж е по созвучию с другими с л о ­ вами, д ал ек ими по смыслу (например, циклон, циклоп).

В результате проведенной Н. Б. Вассоевичем критики сущест­ вующего в терминологии положения, у ж е начиная с первого ж е совещания по цикличности, словотворчество (терминотворчество) зах ват ил о очень многих геологов. Термин «цикл» стали замен ять массой других слов. Так, Ю. Н. Карогодин (1974) вна ча ле пред­ л о жи л термин «циклокомплекс».

Были предложены и другие:

«цикломинералон» или «цикломинерон» Ю. П. Смирновым и «циклолитон» В. Е. Хаиным (Цикличность осадконакопления..., 1975).

С. Л. Афанасьев выдвинул термины «пульсит» и «циклит». П о ­ следний, несмотря на его недостаток (окончание «-лит» обычно присуще наз ванию породы или минерала, но не группе слоев по­ род), был одобрен на одном из совещаний по цикличности и н а ­ чинал внедряться в л ит ерату ру д а ж е в принудительном порядке (что у ж вовсе недопустимо). М е ж д у тем терминотворчество про­ д о л ж а л о с ь и с течением времени изменилось. Н. Б. Вассоевич в более поздней работе (1978) п ред ло жил разбить цикломы на три категории понятий: циклиты, циклотемы и полициклиты. При этом термин «циклит» получал у ж е иной смысл, примерно соответству­ ющий бывшему терхмину «ритм» в употреблении данного автора.

А. А. Трофимук и Ю. Н. Карогодин (1977 а, с. 35), р а з ви ва я да ле е терминологию, связанную с понятием «циклит», д ают ему сле­ д ую ще е определение: «Под эле ментарным циклитом понимается простейшая сл оев ая система, элементы (слои) которой, следуя д р у г за другом или чередуясь, с вя за н ы между собой (сонахождением и соп рои сх ожд ен ием), о б ра зу ют единое целое, т. е. это при­ родное тело, не делимое на более дробные целые части (цикли­ ты)». По поводу этого определения, кроме того, что оно очень громоздко и трудно для восприятия, можно еще заметить: ц ик­ л ит не может состоять из циклитов, прежде всего, по з ак она м логики, и так им образом это не является признаком д л я о преде­ ления (любая единица не может состоять в то ж е время из ед и­ ниц, ей равных).

Переходя к раз ным уровням цикличности (т. е. к р азн ым по­ р яд к а м циклов. — JI. Б., В. А.), А. А. Трофимук и Ю. Н. К а р о г о ­ дин пред ла гают в той ж е статье (с. 25) элементарные циклиты н а з ы в а ть циклитанами, а мезоциклиты — просто циклитами (что т а к ж е противоречит за к он а м логики — целое и его часть нельзя н а ­ з ы ва ть одним терминохм), мегациклиты — циклитииами, суперциклиты — циклититами и т. д.

He говоря уже о сложности и т р у д ­ ности восприятия подобной терминологии, следует еще отметить, что ука занный автор п ред ложил за очень короткое время д ля обозначения одного и того ж е явления три различных термина:

«циклокомплекс», «элементарный циклит» и «циклитан».

Мо жно привести еще целый ряд примеров предложений новых наименований того явления, которое ранее обозначалось одним словом «цикл». Таким образом, в результате в терминологии д ей ­ ствительно возник полный хаос, та к как вместо двух понятий и привычных терминов появилось их бесконечное количество, и если т а к будет п родолжаться, то геологи скоро совсем перестанут по­ нимать друг друга.

Однако в силу того, что все же надо как-то разделить понятия процесса и его результата, причем по возможности с учетом права приоритета, на одном из совещаний (Таллинн, 1978) в д окладе, сделанном Л. Н. Ботвинкиной, д л я обозначения цикла ка к э л е ­ мента р аз ре за был предложен термин «литоцикл» к ак наиболее близкий существовавшему более 100 лет «циклу». Этот термин имеет преимущества еще и по ряду других признаков: I) он прост в употреблении и краток по написанию; 2) коррелируется со сло­ вами, где корень — о бщее понятие, а «лит-» — приставка, у к а з ы в а ­ ю ща я на связь с породами (литология, литофация, литогенетиче­ ский тип и др.); 3) коррелируется с такими словами, где ц и к л яв ляется основой слова, а приставка у казывает, в каком аспекте он рассматривается (литоцикл, биоцикл, хроноцикл и т. д.);

4) легко сочетается с приставками, обо зна ча ющими порядок (ранг) цикла (мегалитоцикл, ма кролитоцикл и т. д.)^; 5) состоит из при­ вычных слов, давно вошедших в русский я зык и в геологи­ ческую терминологию; 6) легко поддается переводу на иностран­ ные языки.

В то ж е время, несмотря на все сказанное выше, мы считаем, что и термин «литоцикл» следует употреблять лишь в тех сл у­ чаях, когда необходимо подчеркнуть именно то, что речь идет о составном элементе ра зр е за (а не о процессе), а из контекста это почему-либо неясно (или недостаточно ясно). В.иных случаях можно оставлять всем привычный и понятный термин «цикл» (или «седиментационный ц и к л » ), у ж е прочно вошедший в многочислен­ ные публикации и у нас, и за рубежом. Этого мы и будем при­ д ержи в ат ь ся в дальнейшем изложении материала.

Что же касается употребления термина «ритм» в смысле р а в ­ номерно правильно повторяющегося элемента осадочной толщи, то, возможно, его и следовало бы заменить каким-то иным, но во избежание добавления все новых и новых терминов мы о с т а вл я­ ем его в данной работе и аналогично «литоциклу» используем т е р ­ мин «литоритм» в тех случаях, когда необходимо подчеркнуть его понимание к ак элемента разреза. Использование ж е термина «ритм» к а к синонима «цикла» действительно не очень удачно.

К сожалению, сложившееся положение вряд ли можно поправить «в приказном порядке».

Необходимо еще кратко остановиться на понятиях «периодич­ ность» и «повторяемость», тесно связанных с изучением циклич­ ности. К а к п оказ ал Ю. А. Ж е м чу ж ни к ов (1955 а, с. 74-—75), пе­ риод «означает промежуток времени, в течение которого з а к а н ч и ­ вается какой-нибудь повторяющийся процесс, а «периодичность» — повторяемость какого-нибудь явления через определенные проме­ жутки времени». Очевидно, следует считать, что повторяемость может быть через различные промежутки времени (циклическая по­ в торяемость или цикличность) или через более или менее равные (ритмическое повторение — ритмичность). В данной работе под периодичностью осадконакопления понимается с ло жн а я повторяе­ мость условий седиментации, п р о яв л яю ща я ся в том, что сфо рмир о­ в а нна я этим процессом осадочная т ол ща оказывается состоящей из литоциклов разных рангов.

Г лав а 2. ЦИКЛИЧНОСТЬ ОТЛОЖ ЕНИЙ РАЗНОГО СОСТАВА

И ВОЗРАСТА, СФОРМ ИРОВАННЫХ В РАЗЛИЧНЫ Х

ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИХ, КЛИМАТИЧЕСКИХ,

Г И ДРО Д И Н АМ И Ч Е СК И Х И ТЕКТОНИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

2.1. Общие замечания В настоящее время, на основании многочисленных материалов, можно считать, что цикличность седиментации — я в л е н и е всеоб­ щ ее, присущее р азн ооб разн ым отложениям различного генезиса, формируемым различными процессами.

При изучении слоистости (слойчатости) осадочных пород было отмечено, что их текстуры представляют собой форму, с о д е р ж а ­ нием которой является формирующий ее процесс. Это об сто яте ль ­ ство позволяет на основании изучения текстур осадочных пород выявлять генезис последних.

Циклическое строение осадочной толщи (т. е. ее о со бая с т р а ­ т и ф и к а ц и я ) — т а к ж е форма, содержанием которой является сфо р ­ мировавший ее процесс. Ho последний в ряде случаев о пр ед ел я­ ется не одним, а несколькими факторами, действовавшими од но ­ временно. Естественно поэтому, что изучение циклической с тр ати ­ ф и к а ц и и — дело достаточно сложное: в зависимости от вида р а з ­ личных причин об разу ют ся седиментационные циклы разного х а ­ рактера, м а сшт а ба и порядка. Понятно, что д а ть исчерпывающую хара ктеристику всем циклически построенным разн ооб раз ным т о л ­ щ а м в р а м ка х данной книги невозможно. Мы ограничимся рядом примеров, х ар акт ер изу ющи х специфику цикличности в различных условиях.

Из ло же ни е ма те ри ал а этой части работы з атруднялось тем, что сгруппировать его можно было по разным признакам: по составу пород, их происхождению, механизму об разо ван ия ; по палеогео­ графическим, климатическим и тектоническим условиям фо р ми ро ­ вания; наконец — по наличию того или иного полезного. ископае­ мого. Авторами принята наиболее простая и вместе с тем (что очень существенно) наиболее объективная группировка толщ, имеющих циклическое строение, а именно — по п р еоб ла да ющем у составу пород и месту их формирования в его широком понимании.

Выделены три главные группы циклически построенных отло­ жений.

1) Преимущественно терригенные, сформированные в наземной и прибрежно-морской обстановке.

2) Преимущественно биогенные и хемогенные, сформированные в водной среде на разных уровнях седиментации, кроме глубоко­ водных.

3) Терригенные и биогенно-терригенные глубоководные м ор­ ские и океанические. Выделение этой самостоятельной группы стало возможным лишь в последние годы, в связи с широко р а з ­ вернувшимися р аботами по глубоководному бурению и изучению океанических и глубоководных морских осадков.

Кроме того, в сравнительном аспекте коснемся особенностей цикличности, сформированной в специфических условиях: в отло­ же ниях докембрия; в об ла стя х активного вулканизма; в нефте­ газоносных т о л ща х (где полезное ископаемое является мигриру­ ющим компонентом осадочных тол щ).

Рассмотрение литоциклов в отложениях столь широкого д и а ­ пазона затруднительно еще и тем, что они выделялись не только в разных формациях, но и различными авторами, часто с примене­ нием различных методов исследования. Тем не менее мы стреми­ лись дать описание литоциклов по единой схеме с ука зание м н а ­ бора х арактерных признаков, определяющих литоциклы, в озни ка ю­ щие в разных условиях. При этом особое внимание о бра ща ло сь на связь полезных ископаемых с определенного рода литоциклами, а т а к ж е на место, з анимаемое ими в строении литоцикла.

2.2. Литоциклы в осадочных толщах, сложенных преимущественно терригенным материалом и сформированных при различных климатических условиях в наземной и прибрежно-морской обстановках Спектр пород, слаг ающих такие литоциклы ( Л Ц ), невелик — это в основном кластогенные отложения, раз ли ча ющи еся по г р а ­ нулометрическому составу: от конгломератов и песчаников до алевролитов и аргиллитов (или глин). Поэтому многие исследо­ ватели намечают Л Ц прежде всего именно по этому признаку — от более грубозернистых пород до более тонкозернистых и обратно.

Однако, к а к мы п окажем ниже, этот признак в большинстве слу­ чаев явл яе тся недостаточным, несмотря на его наиболее от­ четливое в ыр ажен ие. Подчиненными компонентами литоциклов данной группы явл яютс я биогенные (угли, горючие сланцы, извест­ няки) и в меньшей степени — хемогенные породы.

Вместе с тем д иа па зон палеогеографических и климатических условий их формирования, пожалуй, наиболее широк и р аз н оо б ­ разен именно в этой группе. В наземной обстановке циклическое строение было отмечено в отл о же ни ях крупных речных долин, предгорных и межг орных долин, а т а к ж е разного рода озер. Н а фоне таких крупных элементов наземного л а н д ш а ф т а отмечены подчиненные им различные фа ци ал ьны е обстановки. При ц ик ли ­ ческом х ара кт ер е осадконакопления все эти отложения в разных в ари ан тах чередуются с бассейновыми: дельтовыми, лагунными и разного рода прибрежно-морскими и мелководно-морскими (в к а ­ кой-то мере удаленными от береговой линии). Кроме того, к этой же группе следует отнести специфическую цикличность, о б р а з у ­ ющуюся in situ — в лёссах и корах выветривания. Особое по ло ­ жение здесь з ан имаю т биолитоциклы и экоциклы.

Уже один краткий перечень циклически построенных о б р а з о ­ ваний этой группы показывает, что одним из факторов, влияющих, на их специфику, яв ляется не только палеогеографическая о б с та ­ новка, но и климат, а такж-е его изменения. Например, угленос­ ные циклы формируются только в гумидном климате, лёссовые — преимущественно в аридном.

2.2.1. У гленосные толщи

Рассмотрение цикличности мы начинаем с угленосных о т л о ж е ­ ний, во-первых, потому, что их циклическое строение изучено н а и ­ более разносторонне. Ведь, по существу, цикличность как особое геологическое явление впервые б ыла выделена именно в них ( Жемчужников, 1947; 1955 б). Она здесь выявляется особенно отчетливо б ла г ода ря наличию такого «репера», как угольный пласт. Во-вторых, они формируются в разных палеог еог рафиче­ ских и тектонических обстановках, но всегда в гумидном к л и м а ­ те. И наконец (что тоже очень существенно), они в большинстве своем изучены в общем-то по единой (или сходной) методике, в основе которой л ежи т фац иал ьны й анал из отложений.

Хорошая изученность цикличности угленосных т ол щ поз во л я­ ет т а к ж е на их примере рассмотреть многие теоретические, п р а к ­ тические и методические аспекты исследования. П р е ж д е всего рассмотрим пример циклически построенного р а зр е за из сложной терригенной угленосной толщи среднего ка рбона Д о н е ц ­ кого бассейна, сформировавшейся в паралической обстановке 2 Заказ 22 (т. е. с од ержаще й наземные и морские отложения) в условиях краевого прогиба ( а в л а к о г е н а ). Цикличность в этих отложениях б ыл а детально изучена методом фациально-циклического анализа.

M О -I I// / / - k v ri. 1 15

–  –  –

Н а рис. I приведены две колонки свиты С 2 в интервале м е ж ­ ду известняками L 6 и L 7 (средний карбон). Мы видим чередование пород разного гранулометрического состава, причем о б р а щ а ­ ет на себя внимание неоднократное повторение угольных пластов, хотя в этом повторении трудно выявить какую-либо з а коно мер­ ность. Ho к ак только мы переходим к д етальным генетическим определениям ка ждог о слоя пород, сразу становится очевидной их зак ономерн ая смена, подчиненная определенной направленности.

Сп ра ва от литологической колонки д а н а колонка фациального со­ става этих отложений *. Здесь мы видим, что на смену л е ж а щ и м внизу глинистым морским отложениям приходят песчаники зоны морских течений, у к а зы ва ющ ие на усиление динамики среды се­ диментации и увеличение поступления ма тери ал а с суши. Их сме­ няют отложения прибрежной зоны волнений с нач ал а открытого моря, затем — лагун и заливов, и, наконец, наземные о тложения болот, почва угольного пласта с корневыми остатками и сам угольный пласт. В кровле последнего мы видим аргиллиты с фауной открытого моря. Таким о бразом, налицо последовательное н а п р а в ­ ленное изменение обстановки отложений от условий открытого моря до наземных, а затем снова до морских. Это от ра же н о к ри ­ вой, помещенной справа от колонки фаций.

Н а смену относительно глубоководным, глинистым о са дк ам вновь приходит последовательность фаций, сходная с у же описан­ ной выше: о тл оже ни я зоны волнений сначала открытого моря, потом лагун и заливов, затем наземные образования болот-с уг ол ь­ ным пластом, в кровле которого зале га ют сначала тонкие илистые осадки лагун, сменяющиеся морскими отложениями. Так сформи­ рован второй цикл седиментации, что т а к ж е о тр аж ен о кривой справа. Аналогично построен и третий, верхний цикл, имеющий, однако, специфические черты. В его нижней части видно у с л о ж н е ­ ние, в ыразившееся в появлении болотных от ложений среди л аг у н­ ных, о бр аз ую щи х таким образом ка к бы «подцикл». Кроме того, более мощные, чем в предыдущих циклах, морские отложения в надугольной части со де рж ат еще и значительной мощности пласт известняка, непосредственно налег ающий на угольный пласт (я в­ ление вообще хара ктерное д л я угленосных циклов Д он б а с с а ).

Таким образом, мы видим, что часть разре за угленосной т о л ­ щи, представленная на (рис. I, состоит из трех циклов, построен­ ных сходно, ко не тождественно. Подуг ольная часть всех трех циклов образуетс я регрессивны м рядом фаций от морских до все более близких к суше, н адуг оль ная — наоборот, слагается все бо­ лее и более мористыми отложениями, что ука з ыв ае т на н а р а с т а ­ ющую трансгрессию моря в данном месте, почему эта часть цикла и назв ан а трансгрессивной. Угольные пласты и их почва образуют * Методика определения фаций детально разработана в ряде руководств и монографий. Основ методики, принятой в данной работе, мы коснемся ниже в специальной части.

2* 19 :как бы нейтральные части циклов, так ка к формируются при от­ носительно стабильном положении береговой линии моря.

При этом у нижнего цикла наиболее разв ита нижняя, регрес­ сивная часть, у верхнего — наоборот, морская, трансгрессивная.

Средний цикл имеет довольно симметричное строение, а о с а д к о ­ накопление в наземных условиях в этом цикле было наиболее длительным (так к ак в его составе везде прослеживаются н а ибо­ лее мощные болотные образов ания, в том числе угольный пласт).

Следовательно, эти три цикла, в свою очередь, о бр аз ую т цикл, но у ж е более крупного порядка (что о т ра ж ен о второй, обобщающей кривой). Этот цикл имеет те ж е части, что и цикл 1-го порядка (регрессивную, нейтральную и трансгрессивную), но представлены они у ж е не фациями, а циклами 1-го порядка соответствующего типа.

Н а рис. 2 п оказаны колонки того ж е стратиграфического интер­ в ал а, «закрепленного» между известняками L6 и L 7 (прослежен­ ными по всему До не цк ому бассейну). Расстояние между р а з р е ­ зами на рис. I и 2 примерно около 100 км. Литологическая колон­ ка представлена в о сн ов ное алевролитами с подчиненными про­ слоями аргиллитов. Из угольных пластов, подчеркивающих сме­ ну отложений, здесь наблюдает ся только один. Очевидны, вопервых, неясность циклического строения, во-вторых, трудность сопоставления этого ра зре з а с разрезом на рис. I и, в-третьих, не­ ясность определения «места» угольного пласта.

Однако, к ак только мы переходим к р азбору генетических при­ знаков пород и определению их фациальной принадлежности, мы видим, что и здесь в рас сма трив ае мом интервале сформировано три цикла, но представленных иным набором фаций. Так, в нижней части первого цикла отмечен речной песчаник, л еж а щи й с р а з м ы ­ вом, в результате которого частично были уничтожены морские отложения регрессивной части. Длител ьное осадконакопление в наземных условиях у ка зыв ае т на регрессивный тип цикла. С р е д ­ няя часть второго цикла представлена только озерными и болот­ ными от ло жен иями с большим количеством растительных ос та т ­ ков. Сам он имеет строение, близкое к симметричному, и не­ большой д иа па зон изменения фаций. Третий цикл имеет у с л о ж н е ­ ние в регрессивной части, но в условиях более мористых, и з а в е р ­ шается он осадконакоплением в обстановке более глубоководной, чем отложения, сформировавшиеся в его начале; это обстоятель­ ство у ка зыв ае т на его общий трансгрессивный характер.

На пр авленность изменения фаций схематически в ы р а же н а к р и ­ вой. С рав ни вая рис. I и 2, мы видим, что, несмотря на отличия в дет ал ях строения р азр еза и несколько более мористую о б с т а ­ новку формирования второго и третьего циклов, общий хара ктер изменения фаций каждого цикла выдерживае тся на площади.

И в данном случае выделенные три цикла образуют один цикл следующего порядка. Значит, несмотря на различие не только состава пород, но и обстановок формирования отложений, их изменение подчиняется единой общей направленности, пр о сл ежи ­ ваемой на достаточно большом расстоянии. Это позволяет не только расчленять разрезы, но и сопоставлять их ме жд у собой на Рис. 2. Циклическое строение части свиты угленосных отложений Донбасса (Семикаракорский район).

Обозначения см. на рис. I основе п рослеживания циклов с учетом особенностей к ажд ог о из них. При этом определяется место в цикле, где может быть встре­ чен угольный пласт.

Из приведенного а на ли за можно сделать вывод, что д л я о пре­ деления истинных циклов седиментации необходим анал из р а з ­ личных генетических признаков пород (а не только одной г р ан у ­ л ометрии) и определение обстановок формирования отложений, т. е. проведение фациального а нал из а с той или иной степенью детальности, определяемой целью работы, масштабом исследова­ ний и рядом других конкретных обстоятельств.

Особенности цикличности в отложениях среднего карбона все­ го Донецкого бассейна детально изучены и описаны в ко лл ек тив ­ ной монографии (Жемч ужн ик ов и др., 1959— 1960). Вкратце характеристику Л Ц можно свести к следующему. Хар акт ер на довольно однотипная мощность Л Ц 1-го порядка, и з ме ня ющ ая с я преимущественно в пределах 10—20 м (к юго-востоку, где в о з­ растает о бщая мощность угленосной толщи, увеличивается ко ли­ чество литоциклов, но не их мощность). Д и а п а зо н изменения не только пород (от конгломератов до аргиллитов), но и фаций в целом по бассейну довольно широк (с более ограниченным их набором в краевых частях последнего).

Ц икл ы имеют обычно обе части — и регрессивную и тр ансг рес­ сивную, но с преобладанием то одной, то другой. С циклами ней­ трального типа связано, как правило, максимальное у г лен акоп ле­ ние. Строение циклов от простого (главным образом в зап ад но й части До нб ас са) до сложного (особенно в его юго-восточной части). Часто отмечаются размывы в основании а лл юв иа ль ных отложений, особенно в западной части бассейна, прилегающей к Украинскому щиту. Пр ос ле жи ва ют ся циклы как в пределах месторождений, т ак и по всей территории Донбасса.

Обратимся к изменению циклов не только во времени, но и на площади. Р ассмотрим один из примеров, полученных при изуче­ нии угленосной толщи Донецкого бассейна (свита C l ). Н а рис. 3 мы видим восемь схематизированных палеогеографических карт, к а ж д а я из которых построена для регрессивной (слева) и т р а нс ­ грессивной (справа) части четырех угленосных циклов, последо­ вательно идущих один за другим. Ширина территории около 300 км. При анализе карт выявляются закономерности развития данной территории в течение достаточно длительного времени.

П р е ж д е всего очевидно сохранение общего плана: моря на северо-востоке территории и суши на з ап ад е и юге. Однако на картах, построенных д л я регрессивных частей циклов, видно, что п лощадь з ал ив а то меньше (I и I I I ), то больше (II и I V ). Р ечные долины то шире (причем на них развивается и более мощный угольный пласт), то уже. Н а картах, построенных д л я трансг ре с­ сивных частей, территория, з а н я та я чисто морскими отложениями, то меньше (I и I I I ), то увеличивается так, что суша совсем исче­ зает, а мощность известняка в озрастает (II и I V ). Итак, мы видим сходство палеогеографических условий циклов первого с третьим (они более связаны с наземной обстановкой и поднятиями) и вто­ рого с четвертым, д л я которых более х ара ктерно влияние мор­ ских условий и тенденция к опусканию. Н а границе второго и третьего циклов происходит как бы качественный «скачок».

На пра вленност ь в изменении х а р а к те ра циклов, о бн ар у же нн а я при построении ряд а таких карт, т а к ж е дает основание д л я выд е­ ления циклов более высокого — 2-го порядка. В д анном примере

–  –  –

они состоят из двух, но могут состоять из трех и более циклов 1-го порядка. В к а ж д о м из них снизу вверх намечается смена литоциклов, формировавшихся в условиях более близких к суше, цик ла ми более «мористыми». Они образуют циклы следующего л ор яд ка, на границе которых происходит более резкое изменение общего палеогеографического плана. Таким образом, в рез ул ь ­ т ате а на ли за фац иал ьных профилей и палеогеографических ка рт выделены циклы высших порядков — от 2-го до 5-го, причем ц и к­ лы 5-го порядка примерно соответствуют свитам, выделенным ранее исследователями Донецкого бассейна. Последовательность этих свит, в свою очередь, о б раз ует еще более крупный цикл сл е­ дующего порядка, равный среднему карбону в целом, с той ж е закономерностью изменения фациального состава отложений: от преимущественно морских (свиты С 2, С 2 ) через свиту с наи­ большим развитием наземных отложений до все более и более мористых: свита Cf (угленосная) и свита С 2 (с более сл аб о й угленосностью).

Сопоставление литоциклов в пространстве показало, что л ито­ циклы можно (и нужно) рас сма трив ат ь ка к о бъекты ст р ат иг р а­ фии, как стратификационные единицы геологических разрезов, что впервые было выявлено на примере угленосных то лщ ( Б о т ­ винкина, 1952 а, 1953). В целом намечается вывод о. применимо­ сти литоциклов д л я к о р р е л я ц и и разрезов.

Некоторое осложнение при корреляции разрезов может по­ явиться там, где проявляется ра сщ еп лен и е литоциклов. При о п р е­ деленных тектонических условиях, синхронных осадконакоплению, элементарный цикл, о бнаруженный в одном районе, на д о с та ­ точно большом расстоянии (десятки и сотни километров), мо жет за счет расщепления превратиться в литоцикл следующего п ор яд ­ ка, состоящий из нескольких элементарных литоциклов. Такоеявление было прослежено и описано на ма тер иал е угленосной толщи Донецкого бассейна почти во всех циклах свиты C f, для которой, та к ж е к а к и для других свит среднего карбона Д о н ­ басса, характерно значительное увеличение к а к ее общей м о щ ­ ности, т а к и отдельных ее частей, а т а к ж е появление все боль ­ шего количества угольных пластов в направлении с з а па да на восток.

Н а рис. 4 п оказаны литоциклы в интервале ме жду д ву мя м а р ­ кирующими известняками ( Донбасс). Расс тояние по горизонтали м ежду крайними пунктами — около 200 км. З а горизонтальную линию принята почва угольного пласта / 5.

В правой, V колонке (Зверевский р-н) мы отчетливо видим три литоцикла. М а р к и р у ю ­ щим является верхний литоцикл с ярко в ыра женной трансгрес­ сивной частью, с од ержаще й известняк L 6; регрессивная его часть небольшой мощности. Средний литоцикл хара кт ериз ует ся ши р о­ ким развитием континентальных условий: он содержит угольный пласт и речные отложения значительной мощности (однако б ы в а ­ ют и другие в ар иан ты). Ни жн ий литоцикл имеет регрессивную часть, фации которой изменяются (снизу вверх) от глинистых морских отложений через прибрежно-морские до наземных — болотных. Его трансгрессивная часть ма ломо щн а и представлена л иш ь алевритово-глинистыми лагунными отложениями. Эти три ц ик ла по изменению их фаций имеют явно в ыра жен ный х а р а к ­ тер: нижний — регрессивного типа, средний — близок к нейтраль

–  –  –

Рис. 4.

Расщепление элементарного цикла 1-го порядка и постепенное превраще­ ние его в цикл 2-го порядка, состоящий из трех самостоятельных элементарных циклов (средний карбон Донбасса):

ютложения: I — грубозернисты е в основании аллювия; 2 — речные; 3 — болотные и ископае­ мой подпочвы; 4 — почвы угольных пластов; 5 — подводной части дельты; 6 — баров, пере­ сыпей, кос; 7 — донных морских течений; 8 — прибрежного мелководья лагун и заливов;

9 — морские зоны волнений; 1 0 — алевритовые открытого моря; / / — торфяного болота •{угольный пласт); 1 2 — глинистые лагун с солоноватоводной фауной; 13 — то ж е заливов;

14 — глинистые с морской фауной; 15 — известково-глинистые с морской фауной; 16 — и з­ вестняки; 17 — линия размыва; 18 — границы циклов на площ ади; 19 — объем циклов в р а з­ резе; 20 — слож ная кривая мезоцикла, состоящ его из трех циклов.

Внизу кривыми показано постепенное услож нение р азреза ному, верхний — явно трансгрессивного типа. Таким образом, они отчетливо формируют литоцикл 2-го порядка.

В левой, I колонке в том же интервале р аз ре з а мы видим лишь один отчетливо в ыр ажен ный литоцикл, регрессивная часть которого в основном представлена речными песчаниками, а т р а н с ­ грессивная — глинистыми лагунными отложениями. Однако при прослеживании этого литоцикла от одного пункта к другому мы видим, как строение его нижней и верхней частей постепенно усл ожн яе тся и литоцикл 1-го порядка превраща ет ся в литоцикл 2-го порядка («мезоцикл» по терминологии, принятой в работе по До нб ас с у), причем последний, естественно, значительно боль ­ шей мощности.

На пр авленность изменения фаций относительно уровня моря схематически и з обра жен а кривыми, помещенными под ка ж до й колонкой. Слева это просто построенная кривая, состоящая из трех частей. З а те м ее боковые ветви все более усл ожняются и, женные кривые, к а ж д а я из которых имеет регрессивную, нейтральнаконец, под крайней правой колонкой мы видим три явно выраную и трансгрессивную части. В данном примере налицо у с л о ж ­ нение и последующее расщепление как нижней, регрессивной, т а к и верхней, трансгрессивной частей литоцикла.

Вообще расщепление пластов и д а ж е целых т олщ известно давно, но расщепление циклов с переходом их из одного ранга в другой впервые было описано одним из авторов (Ботвинкина, 1956 а, 1958, 1977 а). При этом замечено, что обычно р а с ще п ле ­ ние идет за счет усложнения строения нейтральной части литоцик­ ла 1-го порядка.

Р а сщеп ле ни я затрудняют задачу корреляции циклически по­ строенных разрезов, если прослеживание литоциклов необходимо провести на достаточно большом расстоянии^ Это проявляется лишь в определенных тектонических условиях. Р асщепление л ит о­ циклов и постепенное превращение одного литоцикла в несколько самостоятельных (по своему х ара ктеру о бразующи х литоцикл следующего порядка) происходит при значительном увеличении мощности одной и той же циклически построенной осадочной т о л ­ щи, в связи с колебательными д виже ниями на фоне большего прогибания на одном конце обширной территории.

В угольных бассейнах, сформировавшихся в других обстанов­ ках, цикличность, при сохранении общих черт в деталях, имеет и отличия. Так, угленосная тол ща нижнего карбона Под мо ск ов ­ ного бассейна ( з а л е га ющ а я на морских о тл ожен иях турнейского яруса, а местами на девонских) сформировалась на Русской п л а т ­ форме, т а к ж е в условиях чередования наземных и морских фаций.

Н а иб ол ее развиты здесь о тл ожен ия речных долин и болот и в меньшей степени — морские, отмечаемые преимущественно в литоциклах верхней части угленосной толщи. Угольный пласт ( т о рф я­ ник) формируется т а к ж е после регрессивного ряда отложений, о б р аз уя начало трансгрессивного ряда фаций, причем последние обычно играют подчиненную роль.

В целом по бассейну угленосность не высока, литоциклы бо ль ­ шей частью отчетливо асимметричного строения. Характерны Л Ц, верхняя часть которых уничтожена в результате широкого р аз в и ­ тия речных долин, врезающихся в ранее отложенные осадки (цик­ л ы «урезанные»).

Вообще размыв ы играют очень большую роль, затру дн яя со­ поставление разрезов (особенно д л я циклов 1-го порядка, а иног­ д а возникают трудности д а ж е при прослеживании циклов 2-го по­ рядка).

Отмечены литоциклы от 1-го до 3-го порядков, последние по своему объему соответствуют выделяемым стратиграфическим горизонтам весьма изменчивой мощности — от единиц и до д еся т­ ков метров. Мощность седиментационных Л Ц 1-го порядка — в пределах от единиц до 10— 15 м. Общее количество литоциклов, выделенных в угленосной толще, значительно меньше, чем это отмечено в среднем карбоне Донецкого бассейна. Выделяемые здесь исследователями литоциклы 1-го порядка в основном о бу с­ ловлены меандрированием речных русел, поэтому естественно, что они очень неустойчивы по протяженности и д о лж ны р ас с м а т р и ­ ваться не ка к самостоятельные единицы разреза, но подчиненные эле ментарно му циклу. По существу, выделяемые здесь Л Ц 2-го порядка в таком случае следует рас сма тривать как основную пер­ вичную единицу циклически построенного разреза, т. е. как э л е ­ ментарный литоцикл (1-го п ор яд ка), возникновение которого обусловлено миграцией различных фаций и связано, очевидно, с колебательными движе ниями на фоне общего прогибания (но значительно меньшего, чем в Донецком бассейне). Н а н евыдер­ жа нность угольных пластов в Подмосковном бассейне в лия ла т а к ­ ж е неодинаковая «жизнь» различных участков, где оса дк о на к оп ­ ление подчинялось доугленосному рельефу местности. В Донб ас се же основные угольные пласты, ка к и со дер жащи е их циклы, про­ с ле ж ив а ют с я на очень больших расстояниях.

Если мы обрати мся к рассмотрению особенностей цикличности в угленосных отложениях межгорных прогибов и впадин, то уви­ дим следующие черты, отличающие ее от кратко рассмотренных выше. В аналогичном общем наборе пород более часты конгло­ мераты и галечники. Н а бор фаций при сходстве, определяющемся условиями формирования именно угленосной толщи, имеет и от ли­ чительные черты. В наземном комплексе в ряде случаев п о я в ля ­ ются отложения предгорий — конусов выноса, пролювия и д е л ю ­ вия. Среди морских или бассейновых широко развиты отложения дельт — ка к наземные, так и подводные. В ряде случаев морские о тл ожен ия вообще отсутствуют. Мощности литоциклов и толщ в целом изменчивы и могут достигать больших величин (до не­ скольких километров). При этом строение циклов довольно про­ стое. Характерно мощное т орфонакопление и формирование м о щ ­ ных угольных пластов н ар яд у с изменчивой мощностью о т де ль ­ ных пластов.

Эти признаки в значительной степени зависят от тектониче­ ской обстановки, синхронной угленакоплении): устойчивого проги­ бания области седиментации (причем часто блокового) и актив^ ного поступления ма тер иал а из области сноса с ок ру ж аю щи х воз* вышенностей. Все это влияет на строение литоциклов и з а т р у д ­ няет их сопоставление на площади. В результате изменения т е м ­ пов сноса возможно появление особо сложной цикличности, о б я ­ занной своим формированием тектоническому режиму не только в области седиментации, но и в о бла стя х питания, о к р у ж аю щи х д ан ную территорию.

Вообще сравнение особенностей о са дконакопления (а сл едо ­ вательно, и образования циклов) в ра знообразных угленосных то л ща х — особая тема, тр еб ующа я приведения значительно боль­ шего сравнительного материала. Здесь ж е мы хотели только п ок а­ зать, что набор к ак пород, т ак и различных фаций в угленосных литоциклах довольно сходен в разных угольных бассейнах и опре­ дел яе тся в основном лан дшафтн ой обстановкой угленакопления (Ботвинкина и др., 1973).

Однако строение к ак элементарных циклов, т а к и всей ц ик ли ­ чески построенной угленосной толщи имеет свою специфику, з а в и ­ ся щую от той тектонической обстановки, в которой происходит осадконакопление. А отсюда следует, что т ипизация циклов д о л ж ­ на осуществляться по их строению: с одной стороны, этот при­ з н а к — один из наиболее существенных, а с другой — и наиболее объективный. Типизацию литоциклов по признаку их строения см. ниже, во II части.

П р е ж д е чем перейти к рассмотрению цикличности в иных отложениях, остановимся на некоторых специфических л итоцик­ лах, связанных с особенностями именно угленосных толщ. В у г л е ­ носной то лще Донецкого бассейна были выделены своеобразные сложно построенные литоциклы преимущественно алевритового состава (Ботвинкина, 1965) с преобладанием болотных фаций.

Н а рис. 5 мы видим литоцикл сложного строения: его н иж ня я регрессивная часть представлена ма ломощными ал евролитами прибрежно-морской фации. Д а л е е по раз рез у идет относительно мо щна я (около 20 м) н ейтральная часть Л Ц, представленная многократным попарным чередованием подпочв и почв, иногда еще и с озерными отложениями, обогащенными растительными остатками. Это, по-видимому, было связано то с большим, то с меньшим обводнением территории. Такие пары (от «а» до «к») образуют к ак бы «зародыши» элементарных литоциклов мощно ­ стью I— 3 м. З а в е рш ае т ся н ейтральная часть литоцикла л аг у н ­ ными аргиллитами небольшой мощности, об раз ующи ми его т р ан с­ грессивную часть. Очевидно, такое сложное строение средней части Л Ц в озможно в результате чередования более сухих и более в л а ж н ых условий, т. е. климатическая цикличность влияет на седиментацию в данной области во время ее относительно с т а ­ бильного в тектоническом отношении положения. He исключено^ что такой принцип седиментации мог возникнуть и при п ог ру же­ нии, периодически компенсирующемся привносом осадочного ма териала. Ho изменение Фациальная количества последнего, в свою очередь, т а к ­ колонка ж е может обусловливаться климатическими колебаниями.

Х а р а к т е р н а я черта, п р ис ущая цик лич ­ ности угленосных толщ, выя вле на при изу­ чении мощных угольных пластов различных формаций. Известно, что подобные з алежи, зачастую измеряемые деся тками метров по мощности, обычно пред ст ав ляют собой чере­ дование углей разных типов с прослоями преимущественно глинисто-алевритового со­ става. Тем самым мощный пласт угля в фациал ьно м отношении предст ав ляе т собой результат смены обстановок торфяного бо­ лота и озерных (пойменных), а «внутри»

болотных осадков — изменений условий н а ­ копления растительного ма тер иал а, на что у к а зы ва е т смена углей разных типов.

Учитывая, что при уплотнении угленос­ ных отложений в процессе постседиментационных преобразований, по данным много­ численных исследований, уголь со краща ется Рис. 5.

Сложное строе­ по мощности в 2— 3 ра за интенсивнее, чем ние седиментационноготерригенные породы, получим, что пара цикла:

т орфяник — озеро фо р ми р ов ал а с во ео браз­ ритмы: а — в и, нижней, г — — 3 — средней, к — верхней ный торфоцикл, требующий особого соизме­ части цикла; л, м — «заро­ рения с другими л ит оцикл ами угленосной дыши» трансгрессивных эл — е­ ментарных циклов; I толщи, где угольный ма т ери ал не имеет ре­ крупнозернистые алевроли­ ты; 2 — мелкозернистые шающего значения в разрезе. Пр и этом алевролиты; 3 — аргиллиты;

имеется в виду, что торфоцикличность х а р а к ­ вые остатки; 6 — — корне­ 4 — известняки;; 5 обуглен­ ные растительные остатки;

терна именно для мощных угольных пластов, 7 — растительный детрит; от­ ф ормировавшихся в особом сочетании п а л е о ­ лож ения р а зн о го генезиса:

географических и палеотектонических усло­ 8 — прибреж ного мелководья лагун и заливов, 9 — застой ­ вий, и п ре жд е в с е г о —-при соответствии ных водоемов, 10 — ископае­ мых почв, 11 — озер, 12 — скорости прогибания л о ж а торфя ни ка ско­ опресненных лагун, 13 — прибрежно-морского мелко­ рости накопления растительного материала. водья, 14 — тонкозернистые Пр и ме ро м может служить строение п л а ­ морские с фауной, 15 — кар­ бонатные морские ста Мощного Нерюнгринского м есто ро жд е­ ния (Южно-Якутский б а с с е й н ) — рис. 6. В зоне нерасщепленного, слитного строения пласта (скв. 1817) по чередованию угольных фаций выделено три торфоцикла (Алексеев, 1979а, в). Основание нижнего то рф оц и кл а представлено терригенными периодами, смен ив ши ми ­ ся витринитовыми углями, с формировавшимися в условиях застойно­ го непроточного болота (торфоцикл I ). Д е с т а б ил из а ц ия процесса см/ш

–  –  –

т о рфо нако пл ен ия в ы р а ж е н а в последующем формировании отло­ жений проточных болот, представленных различными типами углей (основание т орфоцикла 2), последовательно сменяющихся ст а би л ь­ ным торфонакоплением. Об а т ор фоц икл а имеют общий регрессив­ ный облик. Еще более отчетливую регрессивную направленность имеет 3-й торфоцикл, з ав ер ша ющи йс я формированием фюзинитовых углей в условиях наиболее проточных болот и за хв ат ыв аю щи й выш е л е ж а щ и й тонкозернистый озерно-пойменный породный слой.

В зоне рас щепления п ла ст а (скв. 1512) торфоц икл ы переходят в обычные лит оциклы с безугольным породным основанием и з а в е р ­ ша ются формированием самостоятельных угольных пачек.

В приведенном примере логично предположить, что сумма э лементарных торфоциклов формирует торфоцикл более высокого порядка мощностью около 40 м с общей регрессивной н а п р а в ле н ­ ностью (скв. 1817). В расщепленной части он переходит в обычный литоцикл более высокого п орядка мощностью свыше 70 м, состоящий из трех обычных литоциклов.

Н ижн ие части торфоциклов, помимо формирования углей в более проточных обстановках, характеризуются повышенными значениями радиоактивности на к а р от аж н ых д иа г ра мм а х, а т а к ­ ж е фиксируются изменениями геохимической обстановки, опреде­ ляемыми, например, повышенными значениями кре мний-а люминиевого модуля (отношение S 1O 2 : Al2O 3 в золе углей — Алексеев, 1979 6). Все перечисленное существенно помогает при корреляции разрезов, особенно при расщеплении угольных пластов, а т а к ж е вмещающи х их литоциклов, с переходом в лито (торфо) циклы сле­ дующих, более высоких порядков.

В терригенных толщах, особенно в тех, которые связаны с у гл е­ носными, могут быть выделены т а к ж е особые биолитоциклы, в частности фитоциклы. Основой для их выделения могут служить разные признаки, х ар а кт ер изу ющи е циклическое изменение р ас ти ­ тельного ма териала: смена видового состава флоры; наличие в породах то одних, то других частей растений; изменение степени сохранности остатков растений. Часто эти признаки совмещаются.

Например, М. В. Ошуркова (1981) в терригенных о тл ожен иях карбона Центрального Каз ах с та на, в карагандинской свите, пред­ ставленной чередованием обломочных пород, выделила циклы по изменению состава остатков флоры, назвав их э к о ц и к ла м и (от греч. oikos — местопребывание, буквально — дом, ж и л ищ е ). Ею были намечены экофазы: регрессивная (Ereg) 1 переходная (E ps) и трансгрессивная (E tr).

Более того, этим автором п редложена фор му ла эталонного элементарного экоцикла, где к а ж д ы й тип растительных остатков обозначен соответствующим индексом:

E = E reg (D t\-\-St) bps (R-\-Ap-\-Lc-\-Cl) E tr (Pt-^-Dt2).

К а к видим, цикл начинается с регрессивной фазы, которая х а р а к ­ теризуется наличием более грубозернистого терригенного м а т е р и а ­ ла с присутствием растительного детрита ( Dt x) и стволов рас те­ ний ( 5/ ), переходная фа з а — наличием вторичных корней члени­ стостебельных ( R ), стеблей (Lc) и аппендиксов (Ap) лепидоденд­ ровых, а т а к ж е присутствием неопределимых растительных о ст ат ­ ков (Cl) во в мещающи х их осадках. Д л я трансгрессивной фа зы х ар акт ер но наличие измельченного растительного д етрита ( Dt 2) в аргиллитах и алевролитах, а т а к ж е рахисов птеридосперм {Pt ).

.Мощность таких циклов — десятки метров. Указанный автор от ме ­ чает повторяемость экоциклов или последовательную смену био­ ценозов.

По мнению М. В. Ошурковой, она обусловлена к о л е б а ­ тельными тектоническими движе ниями и является чутким к ри те­ рием для расчленения осадочных толщ. Однако тут налицо не только собственно смена биоценозов, но и очевидная зависимость смены от изменения фациаль ных условий осадконакопления и ее направленности: регрессивная фа з а соответствует мелеющей п ри ­ брежной части водного бассейна (в связи с его регрессией), куда заносились продукты р азмыв а суши. Пе реходная (по нашей т е р ­ м ин олог ии — нейтральная) ф аз а — это осадконакопление на суше (где существенно в ос а дк а х наличие корней растений), тр ансг ре с­ сивная фа з а связа на с наступлением водного бассейна и о с а ж ­ дением илистого м а тер иал а с мелким растительным детритом.

Тем самым выделяемые э коциклы св яз а ны не столько с изме­ нением видового состава флоры, сколько с изменением х а р а к те ра растительных остатков, возникающим в связи с миграцией фаций.

Т ак что правильнее их было бы н азват ь более неопределенным термином «фитоциклы»,.оставив термин «экоцикл» лишь д ля периодического закономерно-направленного чередования видового состава растений, ука зыв ающег о на различие условий их с уще­ ствования в неизменной лан дшафтн ой обстановке. (Например — при периодической смене в л а жн ых и сухих периодов в области осадконакопления). Сказанное отнюдь не снижает значения в ыд е ­ ления фито- и экоциклов, которые могут дать дополнительные сведения д ля расчленения разрезов, их корреляции, уточнения границ литоциклов, выделяемых по ф ац иал ьны м и другим при­ знакам. Т а к а я р а бо т а была проделана д л я одного из р азрезов Тургайского буроугольного бассейна (Парченко, Алексеев, 1985).

Интересующихся более детально этим методом можно отослать к ра зра бот а нн ым М. В. Ошурковой методическим р ек оме нд а­ циям (1981).

Выше мы проанализировали колонки детально изученных в основном терригенных угленосных отложений Донбасса, сфо рм и­ рованных в гумидном климате. Р ассмотрим теперь отрезок т е рр и ­ генной толщи, сформировавшейся т а к ж е в паралической о б с т а ­ новке, но, в отличие от угленосных, в иных климатических у сл о­ виях — аридных.

2.2.2. Меденосные отложения

Н а рис. 7 приведена колонка небольшой части р аз р е з а о т л о же ­ ний Д ж е з к а з г а н а (Ботвинкина, 1963). Н и ж н я я их часть п ре дс та ­ влена преимущественно песчаниками, верхняя — преимущественно алевролитами. По г ранулометрическому составу здесь трудно у с т а ­ новить какую-либо закономерность в развитии осадконакопления.

Ho она сразу об на руживается, к а к только мы переходим к а н а л и ­ зу генетических признаков и выявлению ф ац иал ьны х условий. П о ­ следние о тр аж ен ы в колонке фаций и подписях к ней.

По смене фаций отчетливо выделяются три литоцикла. Их н и ж ­ ние части представлены песчаником, исходный ма тери ал которо­ го оседал на мелководье в водном бассейне — видимо, в заливе, в значительной степени отгороженном от моря. В нижнем литоцикле песчаник з ал ег ает на красноцветных наземных о бразо ван ия х поч­ вы. В основании его, как и внутри,— следы размывов, встречены гальки. По ряду признаков это отложения речных выносов п одвод­ ной части дельты. Он зав ер ша ет с я чередованием мелкозернистого песчаника с алевролитами, со д ер жа щи ми конкреции. Это о т л о ж е ­ ния полуизолированного водоема. Они сменяются достаточно м о щ ­ ной (более 20 м) толщей песчаника разной зернистости с много­ численными внутренними следами раз мыв ов и прослоями гальки.

Ho, к ак показа л детальный фац иал ьны й анализ и сопоставление с соседними разрезами, эти внутренние размыв ы отнюдь не я в л я ­ ются границами литоциклов, а у ка з ыв аю т лишь на миграцию от­ дельных потоков и внутренние перемывы в области накопления выносов подводной части дельты. Этот песчаник яв ляется ме д е­ носным. Он сменяется в на ча ле озерными отложениями, затем их чередованием с образованием подпочв и почв и, наконец, более чем 15-метровой толщей красноцветных почв, с о де рж а щи х извест­ ковистые конкреции. Н а эту почву налегает песчаник, но только у ж е мелкозернистый с волновой рябыо и другими признаками, у к а ­ з ыва ющи ми на его формирование в водоеме со слабеющей гидро­ динамикой. Мощность его невелика, и з ав ершает ся он чередовани­ ем подпочвы и почвы с в озр аста ющи м значением последней. В ер х­ няя часть этого литоцикла смыта при последующем размыве. Т а ­ ким образом, нижний литоцикл весь сфор миро вал ся в подводных условиях регрессирующего водоема, второй — в обстановке д л и ­ тельной активности рек (давших мощные речные выносы) и дли ­ тельных ж е континентальных условий. У верхнего л итоцикла р ег ­ рессивная стадия и континентальный этап были значительно короче.

Верхние части второго и третьего литоциклов представлены н а ­ земными об разо ван ия ми почв и подпочв. Следовательно, смена ф а ­ ций в к а ж д о м литоцикле происходит от бассейновых отложений к наземным, т. е. имеет явно регрессивный характер. Тран сг ре с­ сивные части циклов отсутствуют. Это обстоятельство, а т а к ж е резкость границ наземных и бассейновых отложений у ка з ы в аю т на относительно небольшие, но, очевидно, очень быстрые и резкие изменения обстановки осадконакопления в связи с усилением по­ гружения. Формировались литоциклы, представленные только сво­ ей регрессивной частью (полуциклы или гемициклы).

3 Заказ 22 Л ЕЗ' B a* ЕЭ-* ШЗ* Ш в Ш я Ш '° 1 II— \и ^\ / И8Я/7 is a g '3?9&\^&2\ игуё&яШ Зг* 9 т Ь 2 5 ^ 2 еЩ % \2 ? Г ^ Я \Ы Я Ш ЗО Ш ЗГ ^ !2Ш $ ЗЭ Ш 2 У, 9 ^Ш « ·# Напра вл енность ж е изменения фациального состава от цикла к циклу намечает их объединение в один более крупный литоцикл 2-го порядка, причем и для последнего сохраняется регрессивный х а ­ рактер развития: нижний литоцикл начинается в условиях о ткр ы­ того водоема, средний отвечает смене водных условий континен­ тальными, в зав ер ша юще й его части отчетливо проявляется рит­ мичность осадконакопления, обусловленная климатическими и з­ менениями. Верхний литоцикл наиболее п рибрежно- континент аль ­ ный, т а к ж е с н аложением ритмичности.

Мы видим, что несмотря на р яд существенных различий, ка к в наборе фаций, т ак и в хара ктерн ых чертах литоциклов, выд е­ ленных в р азн ых толщах, есть общие закономерности циклического осадконакопления. С другой стороны, существуют и частные осо­ бенности, возникшие в разных условиях. Этот вопрос был д е т а л ь ­ но р аз об р ан в специальной статье (Ботвинкина, 1963).

К ратко полученные выводы можно свести к следующим поло­ же ни ям.

В литоциклах, формирующихся в сходных палеогеографических условиях, выделяется ряд одинаковых фаций, которые в основном связаны с морской обстановкой. Ho, в зависимости от климата, появляются отложения, возникающие в одних и тех же п а л е о л а н д ­ ш афт ны х условиях и, таким образом, относимые к одной и той ж е фации, несмотря на разл ичи я своих признаков, в зависимости от принадлежности к той или иной климатической зоне. Это иско­ паемые почвы и подпочвы, отл ожения лагун и другие образования.

Наконец, могут быть отмечены фации, встречающиеся лишь в оп­ ределенных климатических условиях и отсутствующие в иных ( на ­ пример, отложения тор фя ных болот гумидного к ли м а т а ).

Цикличность, к ак в угленосной толще Донбас са, т а к и в меде­ носной толще Д ж е з к а з г а н а, обусловливается изменением ф а ц и а л ь ­ ной обстановки в связи с миграцией береговой линии. Причина

Рис. 7. Пример строения меденосной толщи джезказганской свиты:

I — литологическая колонка: I — конгломерат; 2 — «Раймундовскнй» конгломерат с разно­ цветной галькой; 3 — глинистая галька подстилающ их пород; 4 — песчаник среднезернистый;

. 5 — песчаник мелкозернистый; 6 — переслаивание песчаника с алевролитом; 7 — алевролит крупнозернистый; 8 — переслаивание алевролитов; 9 — то ж е с прослоями песчаника; 10 — алевролит мелкозернистый; 11 — аргиллит; 12 — гипс; 13 — контакт размыва; 14 — контакт осуш ения и растрескивания; 15 — включения конкреций; 16 — растительные остатки плохой сохранности; II — цветовая колонка: 17 — красноцветная порода; 18—20 — чередование крас­ ноцветов и сероцветов с различным соотнош ением в слое тех и других; 21 — пятнистая расцветка; 22 — сероцветная порода; 23 — порода зеленого цвета; 24 — присутствие медного оруденения; III — колонка текстур: слоистость: 25 — косая отчетливо разнонаправленная, 26 — косая крупная, 27 — косая мелкая, 28 — косоволнистая, 29 — волнистая, 30 — пологовол­ нистая, 31 — неправильно-горизонтальная, 32 — горизонтальная; 33 — неслоистая текстура;

34 — комковатая текстура; IV — колонка генетических типов отложений: 35 — песчаных п од­ водной части дельты, 36 — песчаных в водоем ах с волновой рябью и замирающ ими д в и ж е­ ниями воды, 37 — периодически заиливаю щ ихся водоемов, 38 — лагун и полуизолированных водоемов с периодическим привносом материала, 39 — озерных и озерно-лагунны х в усло­ виях спокойной седиментации; 40 — образования «подпочвы»; 41 — образования почвы, пре­ имущ ественно глинисто-алевритовые, с большим количеством известковых конкреций.

Скобкой справа показаны границы литоцикла 2-го порядка.* 35 этого процесса з ак люч ае тся в колебательных движениях, проис­ ходящих на фоне погружения, в резул ьт ате чего накопились д о ­ статочно мощные осадочные толщи. При этом в Д ж е з к а з г а н е опускания были резкими, «скачкообразными», д ел ав ши ми конти­ нентальные образов ан ия сразу дном водоема.

В результате переход от одного р яд а фаций к другому совер­ шается то постепенно (внутри цик ла ), то резко — на границе л и ­ тоциклов. Итак, тектонические дви же ни я определяют строение литоциклов, направленность изменения фаций и многопорядковость литоциклов. Па ле ог еог рафи ческ ая обстановка и кл имат опреде­ ляют породный и фациальный состав литоциклов и их генетические признаки. Кроме того, влияние кл има та сказыва ется в н аложении ритмичности на цикличность осадконакопления в той фазе, когда тектоническое движение, ка к более сильный определяющий ф а к ­ тор, у ж е затухает, а движение противоположного зн ака еще не н а б ­ р ал о силу.

2.2.3. Отложения лёссов

Эти отложения, иногда довольно мощные, формируются в ти­ пично аридных климатических условиях. Им т а к ж е присуща свое­ об ра зн ая цикличность, в ы р а ж а ю щ а я с я в периодическом появлении в них прослоев подпочв и почв. Лёссовые толщи описаны рядом авторов во многих местах Америки, Азии и Европы, в том числе на территории СССР. В четвертичных от ложениях они связа ны большей частью с ледниковыми образованиями, а т а к ж е с отл о­ же ни ям и моласс, в которые они иногда входят к ак составная часть.

Строение ка жд ог о лёссового литоцикла простое, двучленное:

основную часть составляют отложения собственно лёсса преиму­ щественно алевритового состава, формировавшиеся эоловым пе­ реносом в условиях более сухого и холодного к ли мата в пустын­ ном, степном или предгорном ландшафте. В верхней части это г слой становится более тонкозернистым, в нем появляются следы з ар астания, а затем он переходит в об разо ван ия почв разного х а ­ рактера, фо рмировавшихся в более теплом и относительно в л а ж ­ ном климате, но на том ж е лёссовом субстрате. Таким образом, цикличность лёссовых толщ целиком определяется непосредствен­ ным влиянием кл има та и его изменений. Об раз ов ан ие почв у к а ­ з ывает на перерыв или ослабление осадконакопления, что под­ черкивает границу м ежд у почвой и следующим лёссовым слоем.

Переходы от лёсса к почве обычно постепенные или отчетливые.

Учитывая все сказанное, не следует считать началом цикла по­ дошву почвенного слоя, т а к к ак он непосредственно и генетически связан с подстилающим его слоем (от которого его нельзя отры­ вать).

По направленности изменения фаций лёссовые циклы можно условно относить к своеобразному нейтральному (или с ла бо т р а н с ­ грессивному) типу. Условно потому, что, как справедливо заметил С. И. Романовский (1985), эти циклы по существу не яв ляют ся чисто седиментационными, а седиментационно-диагенетическими.

я. э. ш аевич (1975, 1987) указыв ал, что в о бна жен иях л ё с ­ совые толщи производят впечатление однообразного строения, т а к к а к погребенные почвы очень чувствительны к агентам в ы ­ ветривания и в естественных о бна же ни ях теряют свою индиви­ дуальность. Однако результаты, полученные им при л аб ор ат о рн ых исследованиях различных свойств породы, в том числе м и не ра ль ­ ного состава, п о р а ж а ю т той упорядоченностью, которая н а б л ю ­ дается в чередовании погребенных почв и подстилающих пород, о т р а ж а ю щ и х строгую цикличность осадконакопления (1975, с. 190).

Я. Э. Шаевич т а к ж е подчеркивает необходимость фациальног о ан ал и за при изучении «циклёссов» (термин этого ав тор а), несмотря на то, что они хорошо в ыя вл яются изменением грану ло мет рич е­ ской кривой, с которой обычно коррелируется т а к ж е и изменение других признаков породы.

Мощность отдельных лёссовых циклов невелика: измеряется метрами, реже — первыми деся тками метров. При этом чем кру п­ нее лёссовые циклы, тем на большей площади они могут быть про­ слежены. Количество «лёссоциклов» бывает различным, в зависи­ мости от общей мощности лёссовой толщи. Время образования лёссовых циклов — десятки тысяч лет. Изучение лёссовой циклич­ ности мо жет помочь при расчленении разрезов, их корреляции, определении свойств породы и решении других задач.

2.2.4. Л ед ник о вы е отложения

Цикличность здесь формируется в особой климатической о б ­ становке и в ы р а ж ае т ся в чередовании моренных глин, фл ю в ио г л я ­ циальных песчано-гравийных и более тонкозернистых озерных отложений, обусловленном продвижением и отступлением ледиика в связи с похолоданием и потеплением климата. Таким образом, эти литоциклы в основном имеют климатическую породу и о т р а ­ ж а ю т полный период изменения климата. По мнению С. И. Р о м а ­ новского (1985), все ледниковые литоциклы резко и ндивидуали­ зированы. П ро дв иж ен ие ледника может быть то дальше, то мень­ ше, поэтому в одних р аз ре з ах мы видим целиком моренные глины;

в других, более уд аленных от ледника — чередование ледниковых фаций; в-третьих, еще больше удаленных — флюв иог ляциаль ные отложения, переходящие на п лощади в аллювиальные. При этом на продолжении «языков» морены отмечается погрубение м а т е ­ р иа ла до конгломератов (Рухина, 1973). Тем самым здесь начало цикла целесообразно считать с подошвы морены, часто л о ж а щ е й с я на эродированные предыдущие осадки. В полном ледниковом ц ик­ ле морена сменяется вверх по р аз ре зу сн ач ал а ф лю вио гл яц иа ль ­ ными, а затем озерными отложениями, однако последние могут отсутствовать. Все эти компоненты крупного ледникового цикла имеют сложную внутреннюю слоистую текстуру (Ботвинкина, 1962 б, с. 295— 311). К аж д ы й из них может состоять из подчинен­ ных субциклов, обычно не в ыд ер жан ных на площади. От ло же ни я ледниковых озер имеют хара ктерную ритмично-слоистую тексту­ ру, связанную с сезонными изменениями. Ледниковые лит оциклы могут достигать (в понижениях предшествовавшего рельефа) б оль ­ ших мощностей, вплоть до сотен метров. В других местах их м о щ ­ ность может резко сокращаться. На до учитывать также, что к а ж ­ дое последующее продвижение ледника может урезать, а то и це­ ликом уничт ожа ть циклы, сформированные ранее. Поэтому корреляция разрезов для таких отложений целесообраз на лишь по крупным литоциклам.

2.2.5. М ола ссы

Д а н н ы е отложения обычно представлены мощными т ол щам и и сложены как чисто континентальными, т ак и чередующимися континентально-морскими фациями. В них рядом исследователей т а к ж е отмечается особое циклическое строение. Последнее, на первый взгляд, резче всего выявляется по направленному изме­ нению гранулометрического состава отложений. Так, например, в миоценовых молассах предкарпатского краевого прогиба Т. А. Денисова (1975) отмечает ритмичное (по нашей термино­ л о г и и — циклическое) строение. Эти «ритмы» п редставляют собой направленную смену пород от песчаников до аргиллитов. Т а к же, по преобладанию грубозернистых или тонкозернистых пород, по­ строены «ритмы» следующих порядков, вплоть до 800-метрового «ритма», равного по объему добротовской свите, у которой песча­ ники хара ктерны для нижней части, алевролиты свойственны средней, аргиллиты преобла да ют в верхней. Таким образом, эта цикличность связывается с изменением гранулометрического со­ става осадочной толщи.

Причина циклического строения з ак люч ае тся в самом м е х ан из ­ ме подачи обломочного ма тери ал а в область седиментации: д в и­ жения разного з нака в области сноса, погружения в прогибе, а т а к ж е в изменениях отношений скоростей тектонических движений и осадконакопления (компенсация). Интересно, что на фоне общей картины периодического изменения ма т ер и ал а внутри пачек пес­ чаников наб люд ают ся отклонения от этой закономерности, обус­ ловленные воздействием на осадочный м ат ер иал динамики среды.

Кроме того, в верхних частях литоциклов отмечен ряд п ризн а­ ков, у к а з ы ва ющ и х на выход из-под воды поверхности седимента­ ции и д а ж е на частичные размывы, после чего опять во сста на в­ ливаются условия накопления песчаного материала.

Более детальное изучение строения моласс и генезиса с л а г а ю ­ щих их пород показало, что литоциклы, формирующиеся в отло­ же ни ях континентальных моласс, могут быть сложены различными фациями: б ли же к области поднятий — коллювием (в том числе оползневыми о б р а з о в а н и я м и ), частично — элювием и делювием.

Ха ракте рны отложения селей и фангломераты. Встречаются от­ ложения лёссов, такыров, солончаков, а т а к же речных долин (рус­ ловый и пойменный а ллювий). Могут быть встречены отложения болот и соляных озер. К ак видим, «спектр» фаций весьма р а з н о о б р а ­ зен: понятно, что набор фаций зависит в большей степени от той к ли ­ матической обстановки, в которой находится область седиментации.

В молассах прибрежных, естественно, д оба вл яются отложения фаций прибрежно-морских, лагун и заливов и особенно дельт.

На пр ав ле нн о е чередование каких-либо из этих фаций и образует литоциклы разных порядков.

М ат е ри ал по цикличности кайнозойских моласс Средней Азии был детально изучен геологами среднеазиатской школы во главе с В. И. Поповым. Ими р аз ра б о т а н а многопорядковая соподчиненность литоциклов, которые они н азыва ют «ритмами». При этом надо заметить, что основоположник школы В. И. Попов считает термины «ритмичность» и «цикличность» синонимами, о чем он неоднократно з а я в л я л в своих работах. Поэтому мы считаем возможныхм при описании м а те ри а ла этих исследователей нар яд у с термином «литоцикл» употреблять термин «ритм», чтобы не н а р у­ ша ть их терминологию.

На ч ал о м ритма В. И. Попов считает ма ксимальное проявление энергии процесса. С нашей точки зрения, это, безусловно, п р а ­ вильно для отложений континентальных. Ho для морских более точным будет считать начало усиления этой энергии (т. е. начало регрессивного ряда отложений). Несмотря на достаточно четкую выра женност ь направленного изменения гранулометрического со­ става молассовых образований, при изучении моласс Средней Азии их исследователи подчеркивали недостаточность одного этого п риз ­ нака и о бязательную необходимость применять фац иал ьны й а н а ­ лиз изучаемых толщ. Например, если на волноприбойные г р ав е­ литы нал ег ают а лл юв иа ль ные песчаники, то за подошву р ит ми ­ ческой серии принимается подошва последних как у ка зан ие на смену отложений разных динамических ф ац иал ьны х поясов и, следовательно, на качественную смену процессов, п о ро жд ающи х осадки р азных ритмических единиц разреза.

Элементарному литоциклу (1-го п орядка), по этой термино­ логии, соответствует рптмопачка, пр ед ст ав л яю ща я собой пачку пород направленно сменяющихся фаций. Следующий порядок — ритмосвита, затем ритмотолща и ритмокомплекс. В к а жд о й ритмосвите выделяется от 2 до 10 ритмопачек, мощность которых обыч­ но измеряется несколькими десятками метров. Термин «ритмосерия» считается термином свободного пользования и может при­ меняться к о бразованиям любого !масштаба.

Р итм опа чка (или «миниритм») з ак л юч а ет в себе р яд осадков смежных динамических фациал ьных зон. Например: I) п о д в и ж ­ ной обломочной (отложения склонов и их подножий, конусов в ы ­ носа); 2) умеренно подвижной пелитовой (мелкоземистой) в наземных о садках и иловой в подводных; 3) усл ов но-з ас то йн ой — осадки коллоидных и истинных растворов и органогенные. В этой зоне формируются и полезные ископаемые. Таким образом, к а ж ­ д а я пачка с ложе на породами нескольких фаций, различных в з а ­ висимости от того, в какой фациальной зоне происходит оса дк о ­ накопление, но с одной и той ж е направленностью их изменения.

Это и позволило геологам данной школы у же давно и успешно проводить корреляцию разрезов, основанную на р ит мостр ат иг ра фи ­ ческих (по нашему — циклостратиграфических) принципах, причем в сложно построенных толщах, что особенно существенно д ля изучения древних отложений моласс.

При этом (так ж е ка к и для литоциклов угленосных толщ) отмечается, что чем крупнее порядок ритмоединицы, тем на бо ль ­ шем расстоянии она может быть прослежена. Т а к ж е было у с т а ­ новлено, что в ряде случаев ритмостратиграфические п о др а зд е­ ления д ал ьш е распространяются по простиранию активных т е к­ тонических поясов и структурно-формационных зон, чем вкрест их простирания.

Судя по конкретным разрезам, д ля отложений моласс более хар акт ер ны литоциклы несимметричного строения.

Причиной появления циклической седиментации д ля более крупных ее градаций считается наличие тектонических циклов (в менее крупных проявляются и климатические изменения). Ho та к ка к оба эти процесса идут параллельно, то на данном этапе ука зан ные исследователи (Попов и др., 1979) не считают в о з м о ж ­ ным разделить их достаточно четко. На до заметить, что на ц иклич­ ность этой группы отложений активно влияют т а к ж е и тектониче­ ские д вижения в области сноса, сопряженной с областью седимен­ тации, но часто пространственно удаленной от нее. Это отличает молассы от паралических угленосных толщ, но сб л иж ае т их с у г ­ леносными отложениями внутренних прогибов. С последними их сб лиж ае т т а к ж е и набор фаций.

В отложениях моласс в озможно выделение крупных Л Ц п-то порядка; к а ж д ый из них характеризуется определенным набором фаций в зависимости от изменения л ан дш а фт а. Последовательность этих фаций формирует литоциклы более высших порядков р азн ых ф а ци ал ь ны х типов ( в ыр аже нн ых в соответствующих породных ассоциациях). При этом имеют значение не только тектонические дви же ни я и климат, но и такие, к ак расчлененность рельефа, т. е. морфологический фактор.

Итак, подведем некоторые итоги. Л ит оциклы моласс могут быть представлены р аз ноо браз ным набором фаций, зав ися щих от л а н д ш а ф т а и климата, но строение к ажд ог о из них в общем однозначно — от отложений, формируемых при активной д и н а м и­ ке осадконакопления, до все более пассивной. Мощности л ит о ци к ­ л о в — десятки метров. Ха ра кт е рн а асимметричность строения.

Границы Л Ц обычно четкие, резкие, часто с размыв ом в основании.

Мощности т ол щ довольно сильно варьируют. В то ж е время и сами литоциклы т а к ж е могут значительно изменяться по мощности в зависимости от положения данной точки, в частности — относи­ тельно области сноса.

К орр ел яц ия раз рез ов по Л Ц в оз мо жн а и практически п риме­ няется. Формирование Л Ц обусловливают как тектонические д ви ­ же ни я (причем не только в области седиментации, но и в области сноса), т а к и климатические изменения, образующие в ряде с лу­ чаев ритмическое (в нашем понимании) строение осадков внутри литоцикла.

Особенно большое практическое значение имеет изучение цик­ личности моласс в связи с их ролью в качестве коллекторов нефти и газа. При этом породы, одинаковые по г ранулометрическому составу, могут иметь р аз ные коллекторские свойства в з ав ис и­ мости оттого, в каких ф ац иа ль ны х обстановких они формировались.

Поэ тому при изучении цикличности нефтес оде ржащих мол ас со­ вых то лщ недостаточно ограничиваться показом только изменения гранулометрического состава и выделять литоциклы только по д анному признаку.

2.2.6. Дельтовые отложения

От ло же ни я подводных частей дельт (речных выносов в бассейн) широко развиты к ак в молодых, т а к и в древних формациях. В з а ­ висимости от величины рек и длительности существования они м о ­ гут фо рмировать толщи различной мощности, вплоть до и з м е р я ­ емых сотнями и д а ж е тысячами метров. А. П. Лисицин (1974, 1983) считает области крупных дельт одним из основных ак ку мул ято ро в осадочного вещества (так н азыва емый 1-й глобальный уровень осадко на ко пле ни я), причем ука зывае т, что «ураганные» темпы здесь сменяются э тапами зам ед ле ни я седиментации, а иногда и прекра щения ее, в зависимости от изменения положения уровня моря (или о ке ан а).

Вследствие этого возникает крупная цикличность осадочных то л щ (х а ра кт е рн а я д ля всех отложений области «лавинной седи­ ментации»): большие объемы осадочных масс под влиянием возни­ кающего неустойчивого равновесия на склоне дна смеща ют ся вниз, к его основанию (особенно если дельта формируется в верхней ч а ­ сти материкового склона). Такие крупные циклы, к а к это у ст а но в ­ лено А. П. Лисициным д ля кайнозоя, по времени отвечают палео­ цену, эоцену и позднему олигоцену — среднему миоцену, т. е. я в л я ­ ются циклами высших порядков, имеющих возраст миллионы лет.

(He исключено, что в более древних отложениях циклы высших порядков могут иметь иной ма сшта б времени в связи с общей эво ­ люцией З е м ли ). Они могут быть сопоставимы в разных районах, т а к к а к имеют одну общую причину — глобальное изменение б а ­ зиса эрозии в связи с резким изменением к ли мата (или в з ав и си ­ мости от крупных тектонических д виже ний). При этом ф аз ы к а ж ­ дого такого крупного цикла весьма различны по времени: ф а з а не­ прерывного накопления осадков в области дельт длительна, фазы «срыва» — более кратковременны. Естественно, что на фоне первой могут фо рмироваться более мелкие циклы низших порядков, об у­ словленные либо тектоническими движе ниями (как в области се­ диментации, т ак и в области сноса), либо изменениями кл има та (что особенно проявляется в аридных обла стя х).

Фац иал ьные и гидродинамические условия в дельтовой области очень непостоянны: дельта то продвигается вперед, внутрь морс ко­ го бассейна, перекрываясь чисто морскими осадками, то отступает назад, часто с последующим раз мывом (что в основном связано с синхронной тектоникой или ж е с изменением скорости о са дк о на к о­ пления). Это вызывает миграцию фаций, определяющую появле­ ние цикличности первого и других порядков, в ыд ер жи ва ющ ую ся на площади. Ho, с другой стороны, миграция русел, появление о т­ мелей, кос, подводных валов, их перемещение, вызыв аемые мест­ ными причинами изменения гидродинамики речной системы, у с л о ж ­ няют строение собственно дельтовых отложений и, р а с с м а т р и в а ­ емые в одном вертикальном разрезе, часто внушают ложн ое впе­ чатление о цикличности их строения. «Циклы» этого рода по су­ ществу таковыми не являются, так к ак имеют сугубо местное з н а ­ чение и, к ак правило, не сопоставимы на сколько-нибудь зн ач ит е ль ­ ной площади (так на зы ва е ма я автоцикличность, п одчиняющаяся а в ­ тономной деятельности данной системы, что будет рассмотрено во II ч а с т и ).

При анализе цикличности в угленосных т ол ща х мы видим, что дельтовые отложения относительно небольших рек, измеряемые по мощности единицами и десятками метров, входят к а к составная часть в регрессивную часть цикла, а в направлении море — суша фац иал ьно переходят в речные о тложения (того же ц икла).

Д ел ь т о в а я обстановка специфична в отношении концентрации к а к органических веществ, т ак и р азличных рудных элементов (Ботвинкина, Яблоков, 1963). В наземных частях дельт р а з в и в а ­ ются торфяники — будущие угольные пласты. При впадении реки в море скорость ее течения резко снижается, что влияет на у в ел и ­ чение скорости седиментации и выпадение н ед ифференцированно­ го осадка ниже уровня моря. Пр и этом в осадке сохраняется боль ­ шое количество органического вещества. Последнее способствует обогащению их углеводородом при перераспределении в стадию д и а ­ генеза (и о бразов анию з а л е ж ей нефти и г аз а ).

Кроме того, на барьере река — море происходит смешивание пресных речных вод с морской водой, что вызывает массовую флоккуляцию и выпадение возникающих хлопьев в осадок. Таким о б р а ­ зом, дельтовые отложения о б ог аща ются рудными элементами (медь, железо, алюминий и др.), входящими в ту или иную часть седиментационного цикла. Пр имеро м могут сл ужить м е ст оро жд е­ ния меди, в частности Д ж е з к аз г ан ск о е, на котором была в ы я в л е ­ на и описана цикличность нескольких низших порядков ( Бо тв ин ­ кина, 1963; Д ру жи ни н, 1982).

2.2.7. Отложения а л л ю в и а л ь н о г о генезиса

При изучении угленосных толщ, особенно если они фо рм и ро ­ вались в континентальной обстановке, исследователи отмечали пов­ торяемость изменений,гранулометрического состава в а л л ю в и а л ь ­ ных осадках. Т а к а я повторяемость отмечена и в других песчаных т ол щ а х аллювиального генезиса разного возраста, вплоть до чет­ вертичных и современных. Эта повторяемость посл ужил а основ а­ нием д ля выделения особого типа литоциклов аллювия, в ыр а же нн ых неоднократным изменением пород от грубозернистого гал еч но-г ра­ вийного до более тонкозернистого гравийно-песчано-глинистого м а ­ териала (в р азных в ар и ан т ах ).

Изменение гранулометрии пород может быть обусловлено, во-первых, сменой русловых отложений пойменными и вновь рус­ ловыми, а во-вторых, изменением гранулометрии внутри собствен­ но русловых отложений за счет миграции речного русла в пределах речной долины (рис. 8). Такие литоциклы обычно плохо пр о сл ежи ­ ваются на площади, быстро выклинива ясь (особенно в н а п р а в л е ­ нии, поперечном к н аправлению древних речных долин), т а к к а к это внутренний автопроцесс фор ми ро ван ия аллювия.

Такие фрагменты р а з р е з а неправильно выделять в качестве эле ментарных литоциклов 1-го порядка, так к а к они не отвечают одному из признаков л итоцикла — выдержанности на площади.

Если ж е они достаточно отчетливо выделяются в разрезе, то их следует считать сублитоциклами. Однако выделение таких сублитоциклов в отдельных случаях бывает необходимым и может иметь практическое значение, т ак к а к к их определенным частям мо же т быть приурочено повышенное содержание полезных иско­ паемых: россыпей золота, редких металлов, алмазов. Ho д ля п р а к ­ тического использования сублитоциклов ал люв ия в этом аспекте необходимо провести предварительное специально направленное исследование при р аб от ах по россыпям (как молодых, т а к и иско­ паемых) д ля установления их места.

Кроме того, в ряде случаев а лл юв иа ль ные отложения р а з л и ч ­ ных циклов могут налегать друг на друга с таким глубоким р аз мы

–  –  –

вом, который уничтожит верхние части предыдущих циклов или д а ж е несколько н иж е л е жа щ и х (рис. 9), о бр аз уя к а жу щ у юс я на первый взгляд единой а ллювиа льную толщу. Это в ыявляется при прослеживании циклов на площади (подробнее мы еще ост ано­ вимся на этом в методической гл. 6). Особенности строения и фо р ми ­ рования а лл юв иа ль ных толщ в ископаемых отложениях более под­ робно рассмотрены в специальной статье (Ботвинкина, 1954 б).

2.2.8. Отложения озер

Д о сих пор мы рас сма тр ив ал и цикличность в отложениях о б ­ становок наземных или прилегающих к суше, связанную преиму­ щественно с гидродинамическими факторами, зав ися щими от изменений к л и ма та и тектонических движений, об условливающих периодическую миграцию фа ц иа ль ны х обстановок. Д л я озерных ж е отложений повторяемость часто формируется при неизменной по существу фациальной обстановке и спокойной гидродинамике водоема в р ез ультате изменения условий внутри самого водного А Б В

–  –  –

бассейна. Это обстоятельство с б л иж а ет цикличность в озерных о са д­ к а х с таковой, описываемой в иных водных бассейнах (заливах, морях и д р. ).

От ло же ни я озерных водоемов, т а к ж е к ак и дельт, при их не­ б ольшом развитии могут яв лять ся одной из составных частей э ле­ ментарных циклов ( как это мы видели при рассмотрении угленос­ ных, молассовых и других литоциклов, формируемых в наземной об становке). Однако достаточно мощные и протяже нные на п ло ­ ща ди от ложения крупных озер (в частности соленых) могут ф о р ­ мировать р яд самостоятельных озерных литоциклов под воздей­ ствием изменений кл има та и изменений глубины озера в р е з у л ь т а ­ те синхронных тектонических движений разного рода. И в тех и в других случаях периодическая повторяемость с т ра т иф ик ац ио н­ ных единиц (от слойков до пластов) имеет свои специфические черты, х ар акт ер ны е именно д л я формирования осадков в озерной обстановке.

Д л я озерных отложений весьма хар а кт ер н а повторяемость тон­ ких слойков, о б ра з у ю щ а я ритмическое строение пластов. У же д а в ­ но описана т а к н а зы в а е м а я ленточная слоистость, о б н а р у же нн а я в ос а дк ах ледниковых озер, а т а к ж е и в других, не связа нных с г ляц иа льн ым режимом. Этот тип стратификации п ред ставляет со­ бой попарное чередование песчаных и глинистых слойков неболь­ шой мощности (от долей мил лиме тра до первых единиц сантимет­ ров), причем обычны постепенный переход песчаного слойка в л е ж а ­ щий выше глинистый и ре зк ая граница в кровле глинистого слойка (рис. 10). Мощность к а к слойков, т ак и их пар (или лент, варв) варьирует на пло щад и в зависимости от местоположения внутри озерного бассейна, а д л я ледниковых озер — в зависимости от по­ л оже ни я относительно к ра я ледника.

Рис. 10. Зарисовка строения озерных ленточных глин:

-п есчан ы е слойки, б — глинистые; 1—4 — пары слойков («ленты») Формирование таких пар слойков происходит в результате се­ зонного поступления в озеро порций осадка, дифферен циру ющег о­ ся в процессе осаждения. Такие периодически повторяющиеся еди­ ницы ра зре з а и по ма с шт а бу и по времени формирования нельзя считать седиментационными литоциклами, которые пред ст ав ляют собой значительно более крупное геологическое явление. Озерные «ленты» или «варвы» (швед, var ve) следует считать так, к а к они были описаны изначально — литоритмами. Породы же, сложе нн ые ими, представляют собой типичные ритмиты (Ботвинкина, 1966 б).

Н а д о заметить, что несколько литоритмов (лент) по каким-либо п ризн ак ам (большей частью по соотношению мощностей с л а га ю ­ щих слойков или ж е мощности лент) образуют группы, т а к ж е по­ вторяющиеся в разрезе, т. е. формируют литоритмы 2-го порядка.

Последние часто с о де рж а т около И литоритмов 1-го порядка, что соответствует 11-летнему солнечному циклу. Литоритмы 2-го по­ рядка, в свою очередь, образуют литоритмы 3-го п орядка и т. д.

Литоритмы, к а к правило, имеют резко асимметричное строение, а по направленности изменения д л я них более характерен т р а н с ­ грессивный тип ритмического осадконакопления. (Подробнее о ритмичности и литоритмах сказано ниже в специальном р а з де ле ).

Второй характерной чертой периодичности озерного о са дк она к о­ пления явл яе тся его полигенетичность. Если при описании циклич­ ности в предыдущих обстановках мы видели циклическую смену в основном терригенного обломочного ма териала, то в определен­ ных условиях в озерной обстановке не менее хар актерно формиро­ вание литоритмов и литоциклов, образу емых биогенным и хемоген­ ным осадком, что т а к ж е с б ли ж а е т их с цикличностью морских от­ ложений, описанной ниже.

Биогенные литоритмы бывают связаны с сезонным чередовани­ ем остатков различных ж ив ых организмов — водорослей, п ла нкт о­ на и др., особенно р аз ви ва ющи хс я в летний период. Биогенный м а ­ тер иал т а к ж е может о б разо выв ат ь слойки, чередующиеся с т ерр и­ генным материалом, поступающим извне, формируя текстуру полигенетическую. Об разуютс я единицы р а зр е за более сложного стро­ ения. Такие литоритмы (ре же литоциклы) своим возникновением об язан ы целиком процессам, проходящим в самом озерном в одо­ еме (т. е. ав то ц ик л ич ес к им ). Наконец, в з асушливой зоне, в а р и д ­ ном климате, в оса дк ах озер формируется сезонное чередование хемогенных и терригенных слойков или же часто хемогенных р а з ­ ного состава. Особенностей этих литоритмов мы коснемся в сл е­ дующей главе, посвященной биогенной и хемогенной периодичнос­ ти осадконакопления.

Н а до заметить, что наличие озерных литоритмов, особенно сложного строения, возможно в р езультате диагенетических преоб­ р азований в осадке. На пример: периодическое появление «микро­ зон превращения» в озерных илах; периодическое появление прослоев конкреций п ар ал лел ьно плоскости наслоения; текстура ритмического выпадения в коллоидном осадке и р яд других (Ботвинкина, 1959 а).

Однако наложение этих диагенетических преобразований, к а к правило, предопределено особенностями слойков (или слоев), воз­ никающими на стадии седиментогенеза. Поэтому такую ритмич­ ность разного рода мы вправе р ас сма тр ив ат ь н аравне с собственно седиментационной ритмичностью в качестве характерного призна­ ка озерных отложений. Изучение ритмичности и цикличности пос­ ледних может иметь различное практическое значение. В озерах, кроме солей, формируется ряд полезных ископаемых, обычно имеющих смешанное биогенно-хемогенное или биогенно-терриген­ ное происхождение. При изучении континентальной толщи н а л и ­ чие в определенных слоях ритмически-слоистой текстуры может быть одним из признаков их озерного генезиса.

Кроме ритмичности, столь характерной д ля озерных о т л о ж е ­ ний, в о са дк ах более крупных и глубоководных озер, достаточно длительно существовавших, отмечается т а к ж е цикличность, кото­ р а я в ы р а ж а е т с я в смене одних генетических типов отложений другими. К а к показа ли наблюдения, продолжительность озерных.литоциклов измеряется первыми д есятками тысяч лет, что вполне соизмеримо с длительностью формирования, например, л ит оцик­ лов в угленосных толщах.

Цикличность озерных отложений возникает в р ез ультате воз­ действия двух факторов: тектонического и климатического. В л и я ­ ние тектонических движений разнородно: так, поднятия в области сноса усиливают принос в озерный бассейн дополнительных масс кластического ма териала, со зд ав ая режим инъективного типа.

Поднятия и опускания дна озера влекут изменения «жизни» внут­ ри самого водоема, созд ав ая цикличность мутационного типа.

Кроме того, в результате тектонических движений возможно п ояв ­ ление периодического сообщения озера с б л и з л еж а щи м морским бассейном. Наконец, в озможно увеличение или уменьшение пло­ ща ди озера, влекущее миграцию фаций и создающее миграцион­ ную цикличность.

Д руг ой фактор — достаточно длительные региональные и з ме ­ нения к ли мата на значительной территории, которые влекут ф о р ­ мирование литоциклов. Влияние кл имат а сказыва ется и на х а р а к ­ тере приноса в озеро осадочного ма т ери ал а извне, и на условиях формирования биогенных или хемогенных осадков в самом озере.

По смене генетических типов в л итоциклах можно судить о к ол е­ баниях климатических условий. Так к ак изменения климата, осо­ бенно более длительные, действуют на значительной территории, то по хара ктерн ым чертам литоритмов и литоциклов в озмо жн а к орре ляция разрезов, причем в отложениях не только одного б оль ­ шого озера, но и р азличных озер, если только они п р ин а д л е ж а т единой климатической зоне и находятся в одинаковых условиях питания осадочным материалом.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
Похожие работы:

«Елена Юрьевна Вечерина Цветники в схемах Серия "Дачный помощник" http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=6110776 Елена Вечерина. Цветники в схемах: Эксмо; Москва; 2013 ISBN 978-5-699-59768-0 Аннотация Эта книга содержит максимально п...»

«УДК 159.9:316.37 Вестник СПбГУ. Сер. 16. 2012. Вып. 3 М. М. Кашапов УЧЁТ В МЕДИАЦИИ СПЕЦИФИКИ ТИПОВ РЕАГИРОВАНИЯ НА КОНФЛИКТ1 Социальная неопределенность и незащищенность человека стимулируют его активность прежде всего для защиты личных интересов, и приводят в конечном счете к психологической на...»

«Кризис современной науки текст подготовил к публикации профессор В. С. Сизов (2010 г.) Аннотация: Представлен основной ход первой дискуссии, развернувшейся на Междисциплинарном симпозиуме: "Кризис современной н...»

«Утверждён учредительным I Съездом Профсоюза 27 сентября 1990 г. Изменения и дополнения внесены II Съездом Профсоюза 4 апреля 1995 г. Изменения и дополнения внесены III Съездом Профсоюза 5 апреля 2000 г. Изменения и дополнения внесены V Съе...»

«РАБОТА 6 Исследование дифракции Френеля на круглом отверстии и круглом диске Цель работы: изучение явления дифракции света на простейших объектах и измерение их основных параметров. Введение Дифракцией называется совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с резкими неоднородностями и свя...»

«Тема 2. Производные протопласта. Размножение клетки.План: 1. Физиологически активные вещества 2.Продукты обмена веществ 3.Клеточный сок 4. Стенка клетки (оболочка) 5. Ядро (строение, функции) 6. Деление ядра и клетки 7. Онтогенез клетки Литература: В.Г. Хржановский. "К...»

«Одесситы делятся на рассеянных и сосредоточенных. Рассеянные – рассеяны по всему миру. Сосредоточенные – только в Одессе. Содержание новой книги не ел, но читал. Какое счастье, что Одесса всю жизнь сама себя кормит. А Савва Либкин – кормит одесситов. Михаил Жванецкий 2 Савелий Либкин ОДЕССКОЕ ЗАСТОЛЬЕ ОТ ПР...»

«© Перевод сделан Украинским Хельсинским союзом по правам человека, http//:precedent.in.ua. Разрешение опубликовать этот перевод дано исключительно с целью его включения в базу данных Суда HUDOC. Настоящий перевод не имеет для Суда обязательной силы. © Translation made by the Ukrainian Helsinki Human Ri...»

«Инструкция по обновлению образа ROM LBook eReader V3 В процессе совершенствования программного обеспечения периодически возникает необходимость замены части программного обеспечения, хранящегося в системной памяти устройства, ROM. При обновлении ROM, могут...»

«Уважаемый читатель! Учебник является частью учебно-методического комплекта по специальности "Гостиничный сервис" и может быть использован при изучении профессионального модуля "Организация обслуживания...»

«6. СВЯЗЬ ЗРИТЕЛЬНОЙ И ЭХОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМ 6.1. Влияние зрительной информации на динамику эмиссии ультразвуков Совки наиболее активны в сумеречное и ночное время суток, их зрение приспособлено к восприятию слабых световых потоков (Мазохин-Поршняков, 1965; Антакова и др., 1970). После получения данных о спос...»

«НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "ДОЗА" Утвержден ФВКМ.001005-07 34 01-ЛУ Программное обеспечение Программа "Конфигуратор" Руководство оператора ФВКМ.001005-07 34 01 Листов 22 Содержание 1. Назначение программы "Конфигуратор".. 3 2. Условия выполнения программы.. 4 2.1. Системные требовани...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОУ ВПО РОССИЙСКО-АРМЯНСКИЙ (СЛАВЯНСКИЙ) УНИВЕРСИТЕТ У Т В Е Р Ж Д АЮ : Составлена в соответствии с федеральными государственными требованиями к структуре Проректор по науке основной профессиональн...»

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра русского языка как иностранного и методики его преподавания Лю Бохань Русские и китайские фразеологизмы с анималистическими компонениами значения Выпускная квалификационная работа бакалавра лингвистики Научный руководитель: к.ф.н., доцент И.А.Бойцов Рецензент: к.ф.н., доце...»

«МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ "СИМВОЛ НАУКИ" №11-2/2016 ISSN 2410-700Х Данные, приведенные в табл. 4 свидетельствуют о том, что уровень сформированности нравственных представлений девочек и мальчиков практически...»

«ISSN 1810-0198. Вестник ТГУ, т.18, вып.5, 2013 УДК 620.197.3 ИНГИБИРОВАНИЕ КОРРОЗИИ АЛЮМИНИЯ В 1 М РАСТВОРЕ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ НЕКОТОРЫМИ ОТХОДАМИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИВИНИЛПИРРОЛИДОНА © В.П....»

«Сборник Тарифов Пакет услуг "Вокруг света" для частных Клиентов (физических лиц) Действует с 03 июня 2013 года Всего страниц 3 Пакет услуг "Вокруг света"1. Доходная карта – Тарифный план "Вокруг света"1.1. Базовые тарифы ! Выпускается только в рамках пакета услуг "Вокруг света" Допустимые зн...»

«Известия ТСХА, выпуск 5, 2011 год УДК: 635.26: 631.531.001.2 ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ПРИМЕНЕНИЯ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА В СТАДИИ ПЛОДОНОШЕНИЯ НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СЕМЯН ЛУКА ПОБЕДНОГО (АLLIUM VICTORIALIS L.) И ЛУКА МЕДВЕЖЬЕГО (ALLIUM URSINUM L.) О.М. САВЧЕНКО1, Е.Л. МАЛАНКИНА2, Л.Н. КОЗЛОВСКАЯ2 (1 ГУ Всероссийский институт лекарст...»

«Выбираем объектив для систем видеонаблюдения Подбор объектива для камер видеонаблюдения это задание достаточно сложное даже для некоторых опытных установщиков охранных систем. К нам довольно часто поступают вопросы, связанные с этой областью знаний. Поэтому мы решили написать статью...»

«Горицвет весенний (Adonis vemalis) Горицвет весенний Адонис (Adonis vemalis) В старину адонис называли "запорной травой" (в то время отеки называли "запором воды"). В народе эта трава известна еще и под другими названиями: желтоцве...»

«Мария Павловна Згурская Пальмы Серия "Комнатное цветоводство" Издательский текст http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=4419315 Пальмы: Фолио; Харьков; 2007 Аннотация Раскидистые пальмы и крупные саговники – прекрасные растения для зимних садов и просторных помещений. Пальмы уместны во...»

«10.10.2016 Прайс-лист на металлические двери белорусского производства "ЮрСталь" Стоимость дверей в рассрочку уточняйте у консультантов фирменных салонов "Юркас". Цена НАИМЕНОВАНИЕ до деном посл...»

«("Введение в профессию" и др.), сделать рефлексивное описание одного из увиденных образцов (на свой выбор) обсудить свое эссе с группой и с руководителем практики, отредактировать его подготовить проект самопрезентации в выбранном учреждении, включив в нее, как пример ожидаемого результата, – отредактиро...»

«ООО "НПО РЕЛВЕСТ" PROXIMITY СЧИТЫВАТЕЛИ PR-P05 и PR-P09 Руководство по эксплуатации Считыватели Proximity PR-P05/09 ТУ 4372-320-18679038-2008.01/03 РЭ 09.12.2013 Руководство по эксплуатации Версия 1.8 ОГЛАВЛЕНИЕ 1. НАЗНАЧЕНИЕ 2. ОПИСАНИЕ СЧИТЫВАТЕЛЯ 2.1. Общие характеристики 2.2. Питание 2.3. Кабели 3....»

«ПРОТОКОЛ ЗАСЕДАНИЯ ЖЮРИ II ВСЕРОССИЙСКОГО КОНКУРСА РЕГИОНАЛЬНЫХ СМИ "ПАНАЦЕЯ" 01 февраля 2012 года Факультет Журналистики МГУ имени М.В. Ломоносова ЖЮРИ В СОСТАВЕ: 1. Балашова Галина Васильевна, главный Советник Управления Президента РФ по вопросам государственной службы и кадров.2. Беленков...»

«Реализации Всероссийской программы развития зарядной инфраструктуры для электротранспорта РЕАЛИЗАЦИЯ ВСЕРОССИЙСКОЙ ПРОГРАММЫ РАЗВИТИЯ ЗАРЯДНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОТРА...»








 
2017 www.doc.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.