3. Анализ фаций и мощностей отложений1
3.1. Анализ фаций стратиграфического разреза
Этот анализ предусматривает реконструкцию палеогеографической обстановки осадконакопления для каждого члена стратиграфического разреза в отдельности с последующим анализом смены фаций в разрезе. Прослеживая последовательный ход фациальных изменений в разрезе, можно получить представление о ходе колебательных движений. Так, если трансгрессивные серии образуются в процессе опускания области седиментации, то регрессивные серии связаны с ее поднятием. Изменение фациальных условий по разрезу наглядно изображается при построении палеогеографической кривой (Леонов, 1956). Для ее построения в системе координат по абсциссе откладывают геологическое время (периоды, эпохи, века). Продолжительность геохронологических единиц принимается либо условно одинаковой, либо показывается в годах (рис. 26.2).
Рис. 26.2. Схема реконструкции колебательных движений по стратиграфической колонке.
1– палеогеографическая кривая, 2– эпейрогеническая кривая, 3– величина прогибания, соответствующая глубине бассейна.
По ординате показывают основные интервалы глубин осадконакопления в метрах, т. е. один из наиболее показательных фациальных признаков осадка. Например, ориентировочно можно принять глубину 10–15 м соответствующей зоне литорали, от 15 до 60 м — зоне сублиторальных песков и алевролитов, глубины от 60 до 120 м — зоне терригенных илов, глубины более 120 м — зоне мергелей и известняков. Для эпиконтинентальных бассейнов эти значения глубин можно ограничить зоной шельфа (200–400 м), для океанических областей следует показывать зону батиали (2000–3000 м) и абиссали (более 3000 м). Глубины отмечают относительно уровня моря, положение которого принимается условно постоянным.
Отметив на графике положение каждой конкретной фации разреза относительное ее возраста и глубины отложения, соединяют затем их плавной кривой, которая и покажет последовательную смену обстановок осадконакопления и колебательных движений земной коры. Несогласия и перерывы в осадконакоплении показывают положением кривой выше уровня моря. Выше уровня моря показывают развитие континентальных отложений.
По анализу континентальных фаций можно сделать вывод о характере рельефа континента и степени его расчлененности. Детальные фациальные исследования по размерности обломков, степени их механической обработки, удаленности от областей размыва (сноса) позволяет определять высоты древних горных сооружений. Все эти данные также могут быть учтены при построении палеогеографических кривых.
3.2. Анализ мощностей отложений
Более точным показателем тектонических движений являются мощности осадков, которые позволяют не только выявить характер колебательных движений, но и дать им количественную оценку, установить по скорости осадконакопления темп и скорость колебательных движений, следовательно, метод анализа мощностей отложений является более точным.
Кривые, построенные с учетом мощностей осадков, называют ЭПЕЙРОГЕНИЧЕСКИМИ КРИВЫМИ или, точнее кривыми изменения скорости осадконакопления. Эпейрогенические кривые обычно строят в сочетании с палеогеографическими кривыми (см. рис. 26.2). При построении эпейрогенических кривых на оси ординат от положения палеогеографической кривой откладывают мощности осадков для каждого возрастного периода с последовательным наращиванием суммарной мощности осадков. Для тех отрезков геологического времени, для которых нет осадков, кривая прерывается горизонтальным пунктиром (приращение мощности отсутствовало). Палеогеографические и эпейрогенические кривые рекомендуется строить в одном масштабе и совмещать их на одном графике.
Истинная амплитуда погружения поверхности осадконакопления для каждого из членов стратиграфического разреза складывается из глубины бассейна во время его отложения и мощности осадков. Суммируя данные глубины бассейна и мощности осадков, получаем кривую прогибания ложа бассейна. Анализируя палеогеографическую и эпейрогеническую кривые, можно сделать вывод относительно того, насколько прогибание дна водоема компенсировалось осадконакоплением. Например, при интенсивном осадконакоплении (большие мощности осадков) палеогеографическая кривая остается в зоне мелководья, можно говорить о компенсированном интенсивном прогибании. В этом случае кривые на графике будут расходиться друг от друга. Если же на графике наблюдается сближение кривых, — при значительном увеличении глубины бассейна мощности осадков невелики — прогибание не компенсировалось осадконакоплением (рис. 26.3).
Рис. 26.3. Соотношения процесса осадконакопления и прогибания дна бассейна.
а) мощность осадков больше величины прогибания; б) мощность осадков равна величине прогибания; в) накопление осадков при стационарном положении дна бассейна.
Для более тщательного анализа палеотектонических движений на какой-то определенной территории можно построить карты равных мощностей одновозрастных отложений (карты изопахит), по которым легко выявить области поднятий и прогибаний, а с учетом карты фаций определить компенсированные и некомпенсированные прогибы. Для суждения о ходе тектонических движений на больших площадях можно воспользоваться методом А. П. Карпинского — методом сравнения палеогеографических карт смежных эпох или веков. Изменение положения береговых линий, увеличение или уменьшение площади, занятой морем, укажет на преобладание знака колебательных движений (поднятий или опусканий), определятся области дифференцированных движений.