Глава 2. Вещественный состав геологических формаций

2.1. Геологические формации как парагенезисы горных пород

Понятие «парагенезис» первоначально обозначало место и способ пространственного сонахождения минералов («смежность» по В. М. Севергину). Более детально это понятие разработано А. Брейтгауптом. На Международном коллоквиуме в 1966 г. во Фрейберге было сформулировано следующее определение термина «парагенезис»: «Парагенезис минералов — это минеральная ассоциация, возникшая закономерно в ходе одного процесса, ограниченного в пространстве и времени и протекавшего в определенных физико-химических условиях».

Академик Ф. Ю. Левинсон-Лессинг в 1935 г. писал, что для освещения генезиса различных осадочных пород важно изучение парагенетических соотношений, т. е. условий совместного нахождения как различных минералов одной и той же горной породы, так и различных пород.

Н.П. Херасков и Н.С. Шатский через парагенезис горных пород определили геологические формации. Н.С. Шатский подчеркивал, что эмпирическое выделение формаций как парагенезисов — это не временный метод, связанный с недостатком наших знаний, а наиболее правильный и объективный подход к выделению формации/36/.

Парагенетическая ассоциация выражается перечислениенм горных пород (минеральных ассоциаций), которые ее составляют. Перечисление горных пород, входящих в парагенетическую ассоциацию, нередко именуют «набором пород». В составе «набора» выделяют главные (обязательные) и второстепенные (необязательные) члены парагенезиса. Главные члены характеризуют парагенезис вне зависимости от возраста и местоположения толщи. Второстепенные члены могут присутствовать не в каждом из них. Обычно их содержание в разрезе невелико - (до 5%) от мощности в центральных частях формационных залежей.

Например, разрез таврической серии Горного Крыма слагают алевролиты, мелкозернистые песчаники, аргиллиты, глинистые сидериты, гравелиты. Алевролиты, мелкозернистые песчаники и аргиллиты, перемежаясь в виде пластов небольшой мощности, составляют разрез всех пачек таврической серии. В отдельных пачках присутствуют гравелиты, в других – глинистые сидериты. Иногда они отсутствуют в разрезе. Алевролиты (и мелкозернистые песчаники) вместе с аргиллитами являются главными членами парагенезиса, гравелиты и глинистые сидерит –второстепенными.

В разрезе карбонатной толщи среднего-верхнего карбона южного крыла Московской синеклизы среди биогенных известняков и доломитов, которые являются главными членами парагенезиса, как второстепенный член присутствуют редкие прослои пестрых глин. К второстепенным членам парагенеза Н.С. Шатский относил прослои углей, бокситов и сиаллитов в разрезе визейской каолин – кварцевой толщи западного крыла Московской синеклизы. Следует отметить, что второстепенные члены парагенеза, отражая его индивидуальность в данном месте, в определенное время, часто имеют важное эначение для восстановления обстановки формирования парагенеза, а также являются важными полезными ископаемыми.

2.2. Формациеобразующие и акцессорные горные породы.

Рассматривая геологическую формацию в едином иерархическом ряду вещественных категорий, составляющих земную кору (минерал – порода - формация - формационные комплексы нескольких порядков – слои земной коры), мы вправе в учении о формациях использовать многие понятия, более полно разработанные в минералогии, петрографии. Это касается, прежде всего, подходов при характеристике форм минеральных скоплений, их распределения в пространстве, частоты встречаемости и многое другое.

Общее число ныне известных минералов насчитывает несколько тысяч. Однако их ограниченное число способно образовывать устойчивые минеральные ассоциации – горные породы. Петрографы эти минералы называют породообразующими. Полная аналогия имеет место при сравнении общего числа известных горных пород и теми, которые способны образовывать крупные скопления в виде осадочных толщ, магматических комплексов. Три группы пород – песчаники, глинистые сланцы и известняки составляют 95% объема осадочной оболочки. Содержание других хорошо известных типов осадочных пород ничтожно мало. Тоже касается магматических горных пород, среди которых наиболее широко распространены базальты. Таким образом, только ограниченное число групп осадочных и магматических пород в разрезе земной коры образуют крупные скопления.

С точки зрения формационного анализа среди осадочных пород следует обозначить четыре группы. Во-первых, это горные породы, способные образовывать значительные по мощности монопородные толщи (писчий мел, кварцевые песчаники, граувакковые песчаники, кораллово-водорослевые известняки). Их содержание в объеме толщи может достигать 80-90%. Во-вторых, это породы, которые только в наборе с другими создают толщи (каолиновые, монтморилонитовые глины, ангидриты, некоторые разности известняков). Их содержание в разрезе обычно не превышает 30%.Обе группы пород могут рассматриваться как формациеобразующие, т.к. их представители обычно выступают в роли главных членов породных ассоциаций. Формациеобразующим породам противопоставляются две группы пород редких. Одна из них, как правило, не образует крупных самостоятельных скоплений (фосфориты, бокситы, каменные угли, сидериты), и встречается в форме отдельных пластов в толщах; другая – это породы, встречающиеся крайне редко (известковые туфы, гипсовые пески, брекчии). Последние две группы пород можно отнести к акцессорным.

Формациеобразующие породы образуют ряд, в который входят горные породы широко распространенные в крупных скоплениях в разрезе земной коры. Это большинство алюмосиликатных обломочных, алюмосиликатных глинистых, карбонатных, кремнистых, сульфатно-хлоридных пород. Перемежаясь в пространстве, они слагают тела осадочных формаций. Формациеобразующие породы в составе конкретной формации выступают как главные (обязательные) элементы системы – главные члены парагенезиса (по Н.С.Шатскому). Они же могут являться второстепенными членами в конкретном парагенезисе.

Акцессорные породы образуют ряд, состоящий из пород окисно-марганцевой, окисно-железистой, фосфатной, глиноземистой групп, каустобиолитов, некоторых видов карбонатных, сульфатных, хлоридных пород. В составе формации они присутствуют как второстепенные, необязательные члены породной ассоциации. Акцессорные породы создают индивидуальность конкретной формации, часто они помогают оценить ее генезис, нередко определяют минерагеническую специализацию. В некоторых случаях относительное содержание акцессорных пород в отдельных частях тела фор­мации бывает настолько значительным, что они становятся главными членами породной ассоциации, образуя месторождения полезных ископаемых (фосфориты, угли, железистые породы, бокситы).

При характеристике осадочных формациеобразующих пород нами используется структурно-вещественный подход к их систематике /25/. Систематика магматических пород также основана на их разделении по веществу (кислотность, щелочность) и структуре.