Часть II. Анализ геологических формаций Глава 9. Геологические формации в разрезе земной коры

9.1 Факторы, контролирующие образование геологических формаций и их ассоциаций

Вещественная неоднородность земной коры обусловлена перемежаемостью в ней различных типов ассоциаций горных пород (геологических формаций и их ассоциаций). Их состав, сложение, форма контролируются несколькими факторами, из которых главным, по-видимому, является тектонический (геодинамический).

Накопление осадочных формаций происходит при вазимодействии нескольких процессов. Обычно главными среди факторов, определяющих накопление той или иной формации, называют: климат, палеогеографическую обстановку (суша, морской бассейн и др.), тектонический режим, петрофонд. Вряд ли кто будет сомневаться в том, что петрофонд, климатическая зональность и конкретная палеогеографическая обстановка определяют набор пород в бассейнах седиментации в отдельный промежуток времени. Одни сочетания пород накапливаются в условиях аридного климата, другие - гумидного, теплого или холодного. Положение береговой линии бассейнов и ее изменение приводят к накоплению морских или континентальных отложений, мелко- или глубоководных. Источники поступления материала также определяют состав осадков и т. д. Таким образом, для накопления единичного «набора» пород достаточны: петрофонд, климат, палеогеографическая обстановка. Другими словами, нужен привнос материала и его накопление в определенной ландшафтной обстановке. Чтобы «наборы» многократно повторялись и составили формацию— необходима устойчивость (или изменчивость в определенных пределах) данной палеогеографической обстановки на определенном участке земной поверхности, т. е. необходимы время и определенный тектонический режим, соответствующая геодинамическая обстановка. В результате можно с уверенностью говорить о том, что образование толщ - осадочных геологических формаций, контролируется тектоническими причинами. В то же время, при постоянном тектоническом режиме изменение климатической зональности, или местоположения площади относительно береговой линии (удаление или приближение источников поступления материала)– все это приводит к смене формаций.

Изменение формационной характеристики в одновозрастных отложениях может определяться одним из перечисленных факторов при постоянстве остальных. Изменения климата и петрофонда вызывают, прежде всего, смену состава отложений, изменения в тектоническом режиме сказываются в изменении состава толщ, и в изменениях их строения (характер чередования слоев, их мощность, степень выдержанности на площади). В еще большей степени тектоническим фактором контролируется размещение магматических формаций, поскольку состав и форма проявления магматизма зависят от глубины магматического очага, характера и направлений геодинамических процессов, состава блоков коры, с которыми связано проявление магматизма. Метаморфические формации контролируются также геодинамическими условиями, термодинамической обстановкой и составом первичных парагенезисов горных пород.

Более высокий ранг вещественных категорий – различные ассоциации формаций, бассейновые комплексы, контролируются сложной совокупностью многих факторов, роль которых обнаруживается при изучении латеральных и вертикальных рядов бассейновых комплексов.

Строение латерального ряда определяется, во-первых, размерами палеобассейна. Небольшие неоген-четвертичные межгорные впадины Тянь-Шаня заполнены, как правило, одной крупообломочной полимиктовой грубослоистой формацией, которая сама выступает в роли структурной ассоциации. Во впадинах озера Байкал, Ферганской, Афгано-Таджикской происходит дифференциация толщ от крупнообломочных на их периферии до мелкообломочных, глинисто-мергельных, глинисто-кремнистых, глинисто-ракушечниковых и проч. – в центральной части. При дальнейшем увеличении размеров бассейна число формаций в их латеральном ряду увеличивается, бассейновый комплекс приобретает сложное строение на площади.

Второй важный фактор - рельеф и климат на прилежащей суше, являющейся поставщиком обломочного материала для бассейна. Примеры современных бассейнов свидетельствуют, что объем твердого стока, поступаемого в бассейн, зависит от влажности климата и характера рельефа. Даже при возвышенном рельефе в областях с засушливым климатом бассеин испытывает децицит терригенного материала, что приводит к накоплению карбонатов, эвапоритов. Особое значение имеют крупные реки с большим объемом твердого стока. Местоположение устьев рек определяет размещение типов формаций в теле бассейнового комплекса.

Следующий фактор - рельеф дна бассейна, определяющий степень контрастности латерального формационного ряда. Наличие барьеров на пути движения обломочного материала также обуславливает смену состава одновозрастных отложений на площади. При этом нередко генетически одинаковые структурные ловушки оказываются заполненными разными типами толщ.

Особое место занимает вулканизм как фактор осадконакопления. Вулканизм изменяет общиий седиментационный фон в бассейне, создает контрастный рельеф, нарушает структуру латеральных рядов.

Структура вертикального ряда бассейнового комплекса определяется эволюцией всех ранее перечисленных факторов, эвстатическими колебаниями уровня Мирового океана и периодичностью проявления тектонических движений положительного и отрицательного знака на площади бассейна. Каждый бассейновый комплекс объединяет формации, накопившиеся в течение одного тектоно-седиментационного цикла.

При существующей ныне степени изученности осадочных, магматических и метаморфических формаций далеко не все из них могут служить надежными индикаторами палеогеографической и плеотектонической обстановки. Для повышения степени достоверности формационного анализа каждую формацию необходимо рассматривать в парагенезе со смежными формациями. Одинаковые по составу и строению толщи могут служить индикаторами разных обстановок в зависимости от их положения внутри формационного комплекса.