Формации-парагенезы пород

fl хотел бы показать на этих примерах, что, только изучая породные парагенезы, мы можем легко и правильно выделять естественные ассоциации пород и выявлять их происхождение. Этот метод вносит много нового и в изучение сaмих осадочных пород, так как, рассматривая их в естественных сообществах, мы подмечаем новые характерные черты их и свойства. Изучая парагенезы, мы решаем вопрос о закономерностях совместного нахождения горных пород и о происхождении слагаемых ими отложений. Словом, парагенезы пород — это не только определение формаций, но и метод их изучения.

Н. С. Шатский

Учение об осадочных формациях зародилось в нашей стране уже несколько десятков лет назад, но до сих пор нет единой концепции этого учения, о чем свидетельствует, в частности, существо-вaние различных направлений формационного анализа, десятки определений формаций. Надо признать, что учение о формациях находится в стадии станов-лeния, идет этап накопления фактического материала.

В настоящее врeмя выделяются несколько направлений в учении о геологических формациях: парагенетическое (структурно-вещественное), фациально-генетическое, тектоно-стадиальное, стратиграфическое, минерагеническое.

Существование перечисленных направлений объясняется тем, что формациями занимаются специалисты различных геологических наук, которые ставят различные задачи в своих исследованиях. Обычно литологи и петрографы рассматривают формации как итог своих исследований, тектонисты и специалисты по полезным ископаемым — как инструмент для палеотектонических реконструкций и поисков полезных ископаемых. В большинстве случаев это учение развивается на стыке нескольких геологических наук. Как писал академик Н. С. Шатский, в нем соединяют- 8

ся и литологический, и стратиграфический, и тектонический подходы.

По-видимому, каждое из перечисленных направлений имеет свои преимущества и свои недостатки. Поэтому в силе остаются слова академика Н. М. Страхова, что только работа над конкретными формациями выявит плюсы и минусы отдельных направлений.

Наиболее широкое развитие в нашей стране получило парагенетическое нa-прaвлeние, благодаря Н. С. Шатскому и Н. П. Хераскову, разработавшим представление о геологических формациях как парагенезах горных пород, подобно тому, как горные породы являются парагенезами минералов. Н. С. Шатский писал: «Под термином „формация“ мы подразумеваем естественные комплексы горных пород, отдельные части которых парагенетически тесно связаны друг с другом как в возрастном, так и в пространственном отношениях» [6, с. 7].

Формации, по Н. С. Шатскому, устанавливаются опытным путем, т. е. непосредственным наблюдением в поле, изучением разрезов. Установленные таким образом формации проверяются путем поисков аналогичных формаций в других местах земного шара, в других геологических разрезах, в других по возрасту отложениях. «Повторяе- мость этих парагенезов в разных местах и в различные эпохи земной коры и является надежнейшим признаком правильности выделения данных естественных ассоциаций» [8, с. 176].

Н. С. Шатский подчеркивал, что «несмотря на существующие различия в понимании объема термина „форма-ция“ и типов формаций, а также в принципах их выделения и классификации, почти все исследователи сходятся на том, что породы, слагающие формации, находятся в парагенетических отношениях, что формации представляют собой, таким образом, не случайные наборы пород, а совершенно определенные ассоциации, сообщества, образующие определенные естественноисторические тела. Поэтому мне кажется, что в настоящее врeмя совершенно недостаточно простой констатации пара-генитических связей между членами формации, а необходимо детальное изучение этих связей и выявление их природы» [7, с. 156].

Данный автор выделяет два типа па-рагенетических отношений между породами осадочных формаций — это фациальные ряды и фациальные сочетания. «Фациальным рядом я называю ряд одновозрастных пород, в латеральном нa-прaвлeнии фациально замещающих друг друга. Под фациальным сочетанием подразумевается совокупность пород, фациально-сопряженных, связанных совместным нахождением в формации, а не взаимным переходом при помощи замещения, как в фациальных рядах. fl думаю, что, распознавая в ассоциациях эти две естественные группы и далее выделяя в них различные виды фациальных рядов и сочетаний, мы сможем приблизиться к раскрытию важнейшего вопроса о естественной классификации формаций, о внутреннем их строении и, в конечном итоге, о происхождении осадочных ассоциаций» [7, с. 156].

В качестве примера им приведен следующий широко распространенный фациальный ряд: гипсовый доломит— доломит—доломитовый известняк— известняк. Лучшим же примером фациального сочетания являются яшмы, пирокласты и спилитовые лавы.

Парагенетическое направление нашло множество сторонников и последователей: «Сила принципов формационного анализа, предложенных Н. С. Шатским и Н. П. Херасковым, заключается в том, что они зиждутся не на гипотетических генетических соображениях, а на эмпирических данных» [1].

На первом этапе своих исследований автор также считал, что именно это направление является наиболее плодотворным. Способ выделения формаций этим методом подкупал своей простотой и поэтому, видимо, получил такое широкое распространение. Однако по мере более углубленного изучения конкретных формаций и более широкого их сравнения, автор пришел к выводу, что на основании чисто парагенетического метода одни и те же отложения можно рассматривать совершенно по-разному, так как не указан масштаб парагенезов. Кроме того, выделять формации в поле чаще всего невозможно: для этого требуется сравнение многих разрезов, т. е. фациальный анализ отложений, выяснение их генетических особенностей. Автор все больше убеждался в том, что при выделении формаций необходимо рассматривать парагенезы как генетические сообщества, т. е. устанавливать место этих парагенезов в палеоструктуре и геологической истории района.

Основываясь на опыте своих многолетних исследований, автор еще в 1982 г. пришел к следующему определению осадочной формации: «Осадочная формация — это парагенез пород или чаще ассоциаций пород, отличающийся своим составом и строением от смежных парагенезов и являющийся вещественным выражением определенной стадии развития крупной палеотектонической зоны» [2].

Заметим, что данное определение осадочной формации по своей сущности наиболее близко к определению В. Е. Хаина, сторонника стадиально-тектонического направления в учении о формациях [4]. Однако имеются и существенные отличия. По мнению сторонников этого направления, число формаций определено представлениями о числе основных структурных элементов земной коры и числе стадий их развития, а в формации объединяются комплексы пород не всегда сходные по составу, но накопившиеся в последовательные этапы крупных тектоно-седиментационных циклов. В наших же исследованиях за основу берется литологический состав формаций, а объемы их гораздо меньше — они соответствуют, как указано в определении формации, стадии развития крупной палеотек-тонической зоны, но не основному структурному элементу земной коры.

Одним словом, развиваемое автором понятие о формациях не укладывается ни в одно из существующих направлений в чистом виде. Надо полагать, что оно учитывает различные аспекты разных направлений — параге-нетического, генетического и стадиально-тектонического.

Весьма сложной и еще недостаточно разработанной проблемой является вопрос о строении формаций, о ее составных частях, что затрудняет выделение и изучение формаций. Здесь большую роль сыграли исследования И. В. Хворовой [5], которая ввела представления об элементарных породных ассоциациях и градациях.

Многие формации испытывают латеральные изменения, поэтому важно выяснить не только, какими породами и породными ассоциациями образована та или иная формация, но и проследить, как они меняются внутри формации. При их изучении обычно выделяются типы разрезов, отличающиеся один от друга различными породными ассоциациями, характером строения, а также мощностями отложений. Такие части формаций, характеризующиеся особым типом разреза, мы, вслед за И. В. Хворовой, называем градациями.

Рассматривая вопросы генезиса формаций, необходимо иметь в виду, что главными факторами, определяющими образование любой осадочной формации, являются палеогеотектоника, палеогеография, палеоклимат и вещество или петрофонд [3]. Хотя все эти факторы взаимосвязаны и взаимодействуют, каждый из них сказывается на образовании формаций по-особому, в известной мере независимо, определяя те или иные конкретные черты формации.

Выше изложены главные принципы, положенные в основу выделения формаций. Методически же выделение формаций, по автору, проходит в несколько этапов. Вначале проводится сравнение и типизация литолого-стратиграфических разрезов на основе изучения парагенезов пород, когда литологические исследования тесно связаны со стратиграфическими. На первой стадии вырисовываются лишь «контуры» формации. Затем начинается детальное изучение парагенезов пород, выделение породных ассоциаций и градаций, уточнение объема и границ формаций. На этой стадии главенствующим является выяснение особенностей литогенеза отложений. На заключительном этапе синтезируется весь материал с целью выяснения генезиса формации, положения ее в палеоструктуре района. На этом этапе литологические исследования тесно связаны с тектоническими. Как видно, применяемый автором метод предусматривает и литологический, и стратиграфический, и тектонический подходы. Необходимость такого комплексного подхода была блестяще обоснована Н. С. Шатским.