авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
-- [ Страница 1 ] --

ANCIENT

SEDIMENTARY

ENVIRONMENTS

AND THEIR SUB-SURFACE DIAGNOSIS

Richard C. Selley

London

Chapman and Hall

Р. Ч.

Селли

ДРЕВНИЕ

ОБСТАНОВКИ

ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ

Перевод с английского

доктора геолого-минералогических наук

А.А. НИКОНОВА и К.И. НИКОНОВОЙ

МОСКВА "НЕДРА" 1989

Б Б К 26.823

С 29

У Д К 552.14

Р е к о м е н д о в а н о к и з д а н и ю д-ром геол.-минер. наук А. И. Конюховым и д-ром геол.-минер. н а у к А. А. Чистяковым Селли Р. Ч.

С 29 Д р е в н и е обстановки осадконакопления: Пер. с англ./Пер, А. А. Никонова, К. И. Никоновой.—M.: Недра, 1989,— 294 е.:

ил.

I S B N 5—247—00841—3 Р а с с м о т р е н ы с р е д а о с а д к о н а к о п л е н и я, ее о т л и ч и е о т п р и л е г а ю щ и х участков земной поверхности. Охарактеризованы взаимоотношения м е ж д у фациями, методы диагностики древних обстановок осадконакопления, при ведены общая и математическая модели осадконакопления. Описаны аллю в и а л ь н ы е о т л о ж е н и я, о з е р н ы е и э о л о в ы е о с а д к и, ф а ц и и д е л ь т и береговых, линий, и с к о п а е м ы е ф а ц и и.

Д л я геологов, занимающихся поисками полезных ископаемых, в осо бенности углей, н е ф т и и г а з а.

1804010000-275 ББК 26. 043(01)- ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ В этой книге автор попытался показать, как распознаются об становки накопления осадочных пород. Книга представляет собой вводный курс и не адресована специалистам-седиментологам. Она рассчитана на читателя с определенным объемом геологических знаний.

В последние годы анализ условий накопления древних осадоч ных пород получил дальнейшее развитие, будучи подкреплен ин тенсивными исследованиями их современных аналогов. Таким об разом, тезис Д ж е й к и «настоящее — ключ к прошлому» — может теперь использоваться с большей точностью. Хотя понимание со временных процессов и обстановок играет решающую роль при интерпретации их древних аналогов, в задачи этой книги не вхо дит детальное описание первых. Тем не менее автор попытался суммировать результаты таких исследований, пожертвовав в ин тересах краткости изложения подробностями. Это неизбежно при вело к определенным обобщениям;

автор по мере сил постарался преодолеть данный недостаток и снабдил книгу библиографически ми ссылками на исследования, посвященные описанию современ ных осадков *.

Экономическая значимость анализа обстановок накопления древних осадочных образований с к а ж д ы м годом возрастает. Д а ж е при том, что мировое потребление нефти и газа в 1970—1980 гг.

сохранится на уровне их современной добычи**, поиски этих иско паемых все больше и больше должны будут ориентироваться на более трудно распознаваемые, стратиграфически контролируемые залежи.

Аналогично этому анализ условий осадконакопления является неотъемлемой частью работ по локализации металлических руд ных тел в отложениях с фациально контролируемой геометрией.

Книга открывается рассмотрением принципов классификации обстановок и оценкой методов их определения в случае древних отложений.

В каждой из последующих глав описывается та или иная кон кретная осадочная обстановка, причем вначале суммируются ее характерные признаки на поверхности Земли в настоящее время.

Д а л е е приводятся примеры древних обстановок и делаются выво ды об их происхождении. Затем следует о б щ а я дискуссия по про * В русском издании список литературы, который д а е т с я в конце книги, зна чительно с о к р а щ е н за счет исключения р я д а региональных работ и исследова ний, посвященных частным вопросам (в тексте упоминания имени а в т о р а, часто с у к а з а н и е м н а з в а н и я работы, с о х р а н е н ы ) ;

когда речь идет о с т а т ь я х различ ных авторов, включенных в один и тот ж е сборник, ссылки д а ю т с я на это и з д а ние, причем предпочтение отдается более новым р а б о т а м. (Здесь и д а л е е — примеч. перев.) ** П е р в о е и з д а н и е книги выпущено в 1969 г.

-блемам идентификации обстановок накопления древних отложе ний;

заключает главу краткий обзор экономической значимости последних.

Ни перечень обстановок, ни обсуждение экономических аспек тов не являются исчерпывающими. Однако автор надеется, что приведенных примеров достаточно, чтобы показать, каким образом м о ж е т быть установлена обстановка накопления осадочной породы и как седиментология может быть использована при поисках по л е з н ы х ископаемых.

При рассмотрении экономических аспектов различных обста новок предпочтение отдается геологии нефти и газа за счет гор ного дела, гидрологии и инженерной геологии. И это отнюдь не случайно. Н е ф т е д о б ы в а ю щ а я промышленность является самым крупным работодателем по отношению к геологам, ориентирован ным именно на седиментологические исследования, а кроме того, она сделала больше для развития и использования седиментоло гии в практике поисковых работ, чем все остальные отрасли про мышленности, занятые разведкой и добычей полезных ископаемых.

Критически настроенный читатель заметит, что в книге на рав ных н а ч а л а х используются метры и футы, километры и м и л и *.

Поскольку нефтедобывающая промышленность отказывается от применения метрической системы, студентам следует научиться быстро переводить одни меры в другие. Переводная ш к а л а дана на первом рисунке.

Я н в а р ь 1970 г. Ричард Ч. Селли Триполи, Ливия.

П Р Е Д И С Л О В И Е КО В Т О Р О М У И З Д А Н И Ю Я приступил к написанию первого варианта этой книги, прора б о т а в около 10 лет в университете, ведя исследования и обучая студентов методам распознавания обстановок накопления осадоч ных пород там, где они обнажаются на земной поверхности.

Книга была написана в первые три месяца моей последующей работы в области практической геологии, связанной с добычей полезных ископаемых. С тех пор значительную часть своего вре мени я посвятил изучению методов определения условий накоп ления погребенных отложений по данным бурения. Это оказалось значительно более интересным занятием, ибо при меньшем коли честве данных и полном отличии методов от тех, которые приме няются при поверхностных исследованиях, экономическое значе ние получаемых выводов может быть огромным.

* В русском издании футы и мили переведены соответственно в метры и километры.

Новое издание книги о т р а ж а е т приобретенный мною опыт.

Вводная глава включает рассмотрение методов подповерхностного анализа фаций *, а в последующих главах обсуждаются критерии, на основании которых к а ж д а я обстановка может быть распознана при залегании пород на глубине.

Я обновил и библиографию, но поскольку, как показывают ре феративные издания (GeoAbstracts) по разделу «Седиментология», со времени выхода первого издания этой книги было опубликова но 200 000 статей, я вполне мог пропустить несколько в а ж н ы х ра бот. Я заранее прошу прощения у рецензентов, ибо как подска зывает мне мой опыт, среди в а ж н ы х работ, ссылки на которые от сутствуют, неизбежно оказываются именно их работы.

Август 1977 г. Ричард Ч. Селли Империэл К о л л е д ж П Р Е Д И С Л О В И Е К ТРЕТЬЕМУ ИЗДАНИЮ Я написал эту книгу в том виде, как она была издана впервые, в том возрасте, когда человек бывает крайне впечатлительным.

Я тогда только что завершил свою девятилетнюю работу в уни верситете по интерпретации условий накопления осадков и присту пил к работе в одной из нефтяных компаний. Таким образом, пер вое издание касалось интерпретации обстановок осадконакопле ния по обнажениям пород на поверхности, причем скорее с отвле ченных теоретических позиций, вне всякой связи с применением в вульгарных коммерческих целях.

Я предпринял второе издание книги после семи лет исследования методов распознавания обстановок накопления погребенных оса дочных пород при поисках и разведке нефти. Таким образом, вто рое издание значительно увеличилось в объеме за счет включения разделов, посвященных применению различных видов скважинного геофизического к а р о т а ж а для анализа фаций в погребенном со стоянии.

В последние несколько лет геофизическая разведка достигла потрясающих успехов. Р а з в и л а с ь совершенно новая отрасль, по лучившая название «сейсмической стратиграфии», в которой об щие представления об осадкообразовании используются д л я ин терпретации сейсмических данных. Сейсмическими методами в на стоящее время определяют положение русел, дельт, рифов, под водных конусов и других осадочных тел.

В настоящее издание включены разделы по сейсмическим ха рактеристикам осадочных фаций. Расширены т а к ж е разделы, по * «Подповерхностный анализ, подповерхностная д и а г н о с т и к а » или «подпо верхностные исследования»: здесь и д а л е е — м е т о д ы изучения погребенных гео логических тел и о т л о ж е н и й и структур на основании д а н н ы х бурения и р а з л и ч ных видов геофизических исследований.

священные металлоносным осадочным образованиям и современ ным обстановкам. Введены и новые конкретные примеры. Автор предпринял т а к ж е попытку выполнить непосильную задачу по об новлению списка литературы.

Сентябрь 1984 г. Ричард Ч. Селли Империэл Колледж, Лондон БЛАГОДАРНОСТИ Любой учебник в силу своей природы основывается на ранее опубликованных работах. Что касается данной книги, то это осо бенно справедливо, поскольку она построена с использованием у ж е известных примеров.

Поэтому я очень благодарен всем авторам, м а т е р и а л а м и кото рых я воспользовался, а т а к ж е тем, кт® согласился с таким само вольным использованием их работ, кто критически рассмотрел от дельные части рукописи и кто великодушно предоставил свои фо тографии. Я приношу свою благодарность Д ж. Р. Л. Аллену, А. X. Боума, Д ж. Д. Коллинсону, А. Хэллэму, А. Д ж. Дженику, Л. Ф. Лербекмо, Н. Д. Ньюэлу, М. Д. Пикару, X. Г. Ридингу, Д. Д ж. Стэнли, У. Ф. Таннеру, Г. С. Више, Р. Г. Уокеру и Р. Д ж. Веймару.

Верные заключения и интерпретации условий осадконакопле ння — заслуга авторов использованных мною материалов. Ошибки в изложении фактов и их интерпретации — на моей совести.

Мои коллеги по лаборатории (Oasis Geological L a b o r a t o r y ), особенно Д р. Д ж. Хи и Д. Беэрд, во многом способствовали улуч шению текста этой книги.

Я благодарю т а к ж е Ливийскую нефтяную компанию («Оазис ойл кампани инкорпорейшн») за разрешение на публикацию.

Я в ы р а ж а ю мою глубокую признательность проф. Д ж. Саттону и администрации Империэл К о л л е д ж а, которые, предоставив мне отпуск, освободили от академической суеты сует и позволили уйти в тишину и спокойствие, свойственные учреждениям нефтедобы вающей промышленности, чтобы написать эту книгу.

ГЛАВА I ВВЕДЕНИЕ ОБСТАНОВКИ О С А Д К О Н А К О П Л Е Н И Я И ФАЦИИ Под обстановкой осадконакопления понимают географически ограниченный комплекс (часть земной поверхности), который по своим физическим, химическим и биологическим характеристикам отличается от сопредельных пространств. Это могут быть, напри мер, пустыни, речные долины, дельты и т. д.

Три перечисленные характеристики включают в себя фауну и флору, геологию, геоморфологию, климат, условия выветривания, а в случае субаквальных обстановок — глубину бассейна, темпе ратуру и соленость воды, систему течений. Эти переменные тесно связаны одна с другой подобно нитям паутины и находятся в ди намическом равновесии: изменение одной из переменных приводит к изменению всех остальных.

На поверхности Земли выделяют множество пустынь, озер, дельт, рифов и т. д.;

при этом допускают, что существует некое конечное число обстановок осадконакопления. Д а н н о е утвержде ние нуждается в оговорке: во-первых, не существует двух совер шенно аналогичных обстановок, а во-вторых, часто на земной по верхности различные обстановки незаметно переходят одна в дру гую.

Обстановки могут быть эрозионными, транзитными или седи ментарными. В широком смысле, субаэральные обстановки — ти пично эрозионные, тогда как субаквальные в основном представ ляют собой области осадконакопления. Некоторые обстановки, в частности речные долины, характеризуются чередованием во вре мени фаз эрозии, равновесия и осадконакопления.

Эрозионные обстановки обычно приурочены к изрезанным гор ным цепям, в меньшей мере они встречаются вдоль скальных бе регов. Поскольку они не отражаются в стратиграфических колон ках, судить о них и их былом существовании можно лишь по близ л е ж а щ и м обломочным формациям.

Транзитные (или равновесные) обстановки встречают и на суше, и в океане. Многие пустыни представляют собой равновес ные поверхности, на которых отсутствуют как эрозионные, т а к и аккумуляционные процессы. Ветер может переносить песок в дю нах, но эти формы мигрируют обычно по размытой коренной по роде или поверхности, сложенной гравием. Аналогично этому и многие континентальные шельфы характеризуются равновесными обстановками. Здесь т а к ж е не происходит ни эрозии, ни накопле ния осадков, хотя, как и в пустыне, приливно-отливные песчаные волны могут мигрировать в пределах приливной зоны или по гра вийному морскому дну. Равновесные обстановки установлены так ж е в глубоководной океанической среде. Скорости осадконакопле ния здесь могут быть столь малы, что скорость растворения осад ка может оказаться равной скорости его аккумуляции. Равновес ные обстановки, подобно эрозионным, фактически не приводят к накоплению обломочных образований. Обычно такие обстановки о т р а ж а ю т с я в стратиграфических колонках к а к несогласия. По скольку порода ниже равновесной поверхности обычно бывает весьма хорошо сцементирована, то таким поверхностям часто от вечают резкие изменения скорости распространения волн по срав нению с в ы ш е л е ж а щ и м и слоями, следовательно, они могут слу ж и т ь о т р а ж а ю щ и м и поверхностями при сейсмических исследова ниях.

Седиментарные обстановки — это обстановки, в которых проис ходит аккумуляция. Именно они сохраняются в стратиграфических колонках в форме осадочных фаций.

Осадочная фация — тело осадочных пород, которое может быть выделено среди других тел по его геометрии (форме), литологии, осадочным текстурам, характеру палеотечений и ископаемым. Со гласно общим геологическим представлениям, существует ограни ченное число осадочных фаций, которые встречаются многократ но в породах различного возраста по всему миру. Сравнение с со временными осадками позволяет предположить, что их можно со отнести с современными обстановками осадконакопления. И здесь, к а к и в случае современных аналогов, при всем их сходстве не м о ж е т быть двух совершенно идентичных фаций. Постепенные пе реходы между фациями т а к ж е весьма распространены.

Осадочные фации — продукт обстановки особого типа — обста новки осадконакопления. Одна из главных трудностей при выяс нении происхождения древних осадочных пород состоит в том, что, с одной стороны, они в значительной мере о т р а ж а ю т условия осад конакопления, а с другой, в то ж е время наследуют особенности предшествующих, эрозионных или равновесных, фаз. Д л я приме ра обратимся к древним речным долинам. П р о ф и л ь речного л о ж а о т р а ж а е т эрозионную обстановку: заполняющие его осадки зави с я т от исходных, или материнских, пород и гидравлических свойств течений, которые транспортировали (к отлагали) осадки, в то вре мя как окатанные кости и древесина связаны с равновесными условиями вне русла. Только осадочные текстуры (и палеотече ния) однозначно свидетельствуют об условиях накопления осад ков.

Общие представления об обстановках осадконакопления и фа циях приведены в табл. 1. Более детальное рассмотрение данных понятий в их исторической последовательности можно найти в ра боте Р. Селли [80].

Очень в а ж н о различать обстановки осадконакопления и оса дочные фации. Установить условия накопления современных осад ков несложно. Образец песка, отобранный сегодня на современном пляже, есть не что иное, как пляжевый песок. Однако при изуче нии древних осадочных образований деление на фации лучше все 1O Таблица I Соотношение м е ж д у обстановками осадконакопления и фациями Таблица Классификация обстановок осадконакопления Континентальные Переходные (береговые линии) Морские обстановки обстановки обстановки Речные: Дельты: Рифы ветвящиеся русла лопастные Шельф меандрирующие реки линейные Подводные каньоны Озерные Терригенные Пелагическая зона • Эоловые Смешанные карбонатно-тер ригенные Карбонатные П р и м е ч а н и е. Как и вообще все классификации, она имеет ряд недостатков и про тиворечий, которые обусловлены сложностью самих обстановок. Следует отметить, в част ности, что эоловые отложения могут образоваться на гребнях барьерных островов;

дельты формируются в морях и озерах;

рифы встречаются как в пресной, так и в соленой воде..

го осуществлять на описательной основе;

называть их согласно тем или другим обстановкам было бы неблагоразумно. Следова тельно, правильнее говорить о фации галечных русловых песков, флишевых фациях и т. д., а не о аллювиальных или турбидитовых фациях.

Предпринималось много попыток классифицировать современ ные обстановки осадконакопления и древние осадочные ф а ц и и [16, 62, 64, 83, 101].

Классификация обстановок осадконакопления в данной книге носит оригинальный характер, хотя в значительной мере опирает ся на все предшествующие классификации (табл. 2). Предлагае м а я классификация не рассматривается как окончательная, она служит основой для обсуждения конкретных примеров, анализи руемых в книге.

Современные обстановки осадконакопления обычно можно под разделить на субобстановки. Например, линейная береговая л и н и я часто включает комплекс барьерных островов, лагун и приливно отливных отмелей, расположенных между главными аллювиаль ной и шельфовой обстановками. Подобным ж е образом могут быть подразделены на субфации древние осадочные фации, которые ча сто соотносят с теми или иными субобстановками.

СООТНОШЕНИЯ М Е Ж Д У Ф А Ц И Я М И, СЕРИЯМИ И СТРАТИГРАФИЕЙ Обстановки осадконакопления на земном шаре соседствуют друг с другом, причем их взаимное расположение вполне законо мерно и предсказуемо. Например, а л л ю в и а л ь н а я пойма может со единяться с приливно-отливной отмелью, которая, в свою очередь, может постепенно переходить через лагуну к барьерному острову и д а л е е к открытому морю. Поскольку уровень моря непостоянен, береговая линия по отношению к континентальной обстановке то наступает, то отступает. В результате отлагаются серии согласных фаций с постепенными вертикальными переходами. Это в а ж н о е соотношение между фациями и обстановками впервые было отме чено Иоганном Вальтером [105];

в настоящее время оно известно как закон Вальтера. Кратко он может быть сформулирован так:

«Согласная вертикальная последовательность фаций порождается горизонтальной последовательностью обстановок» [54].

Позднее эта концепция р а з в и в а л а с ь в работах Д. А. Б у ш а [9], который ввел понятия генетического инкремента и генетической серии. Генетический инкремент — это «масса осадочных пород, в которой фации или субфации генетически связаны друг с другом».

Таким образом, типичный генетический инкремент может вклю чать отдельную последовательность продвигающейся дельты с ее составными частями: продельтой, дельтовым склоном и отложе ниями фронта дельты. Генетическая серия — это согласная серия одного и того ж е генетического типа (рис. 1, 2).

Эти определения — не что иное, как формальный способ утвер ждения, что осадконакопление часто бывает цикличным. Перефра зируя Д ж. Оруэлла, можно сказать, что «...всякое осадконакоп ление циклично, но одно из них более циклично, чем другое».

Описанию и анализу циклической седиментации посвящена обшир ная литература, рассмотренная в работе [22].

Из-за сложного взаимодействия процессов, контролирующих отложение осадочных серий, циклический характер осадков, д а ж е если он существует, д а л е к о не всегда «бросается в глаза». Вместо того, чтобы различать четыре субфации, расположенные в порядке ABCD, ABCD и т. д., принято выделять нечто, напоминающее та кую композицию A B C A B D C D A B и т. д. Отсюда можно сделать вывод, что «идеальный» ц и к л — A B C D, однако этот вывод в своей основе глубоко субъективен.

Р И С. 1. Условные обозначения, п р и м е н я е м ы е в книге при построении детальных разрезов Р И С. 2. Г е о ф а н т а с м о г р а м м а, и л л ю с т р и р у ю щ а я с о о т н о ш е н и е о б с т а н о в о к о с а д к о накопления и фаций в соответствии с законом Вальтера и развитие генетических серий:

Фация углистых песков (дельтовые условия): 1 — неморская угленосная субфация (субоб становка: болота), 2 — субфация углистых песков (субобстановка: фронт дельты), 3 — суб фация морских сланцев (субобстановка: дальняя прибрежная зона) В последние годы визуальный анализ цикличности заменили статистические методы, которые ввиду их несложности могут быть легко поняты и использованы полевыми геологами [78]. Б о л е е с л о ж н а я методика предполагает применение компьютера. К р о м е того, она имеет тот недостаток, что требует ряда допущений в от ношении геологических данных. Появление компьютеров дает воз можность использовать для изучения цикличности осадкообразо вания все виды статистических данных как по реальным р а з р е з а м, так и по последовательностям, построенным искусственно путем компьютерного моделирования [52, 75].

Сразу после выявления циклического характера какой-либо осадочной последовательности встает задача ее интерпретации.

Циклогенерирующие процессы подразделяют на две группы:

1) аутоциклические механизмы — возникают в осадочной приз ме и включают процессы миграции русел, раздвоения русел и ми грацию баров;

2) аллоциклические механизмы — появляются в результате из менений, внешних по отношению к седиментарному телу (подня тия, опускания, изменения климата или эвстатические изменения уровня моря).

Один из наиболее интересных результатов изучения современ ных осадков — выяснение латеральной миграции субобстановок от носительно друг друга в пределах области осадконакопления, при водящей к формированию закономерной последовательности суб фаций. Т а к возникло более глубокое понимание роли аутоцикли ческих механизмов в накоплении древних циклических толщ. Д о этого большее значение придавали аллоциклическим процессам.

Распознать аутоциклические механизмы в накоплении осадоч ной фации — значит найти способ идентификации соответствующей Р И С. 3. В е р т и к а л ь н ы е г р а н у л о м е т р и ч е с к и е р а з р е з ы, о т в е ч а ю щ и е н е к о т о р ы м об становкам осадконакопления:

а — регрессивный барьерный бар;

б —эоловые дюны;

в — продвигающийся подводный ко нус и подводный каньон;

г — продвигающаяся дельта и рукав многоруслового потока;

д — пески меандрирующего русла;

е — турбидиты;

мощность различных генетических ин крементов показана приблизительно обстановки осадконакопления. На рис. 3 приведена идеализиро ванная схема различных последовательностей аутодиклического происхождения, которые могут присутствовать в тех или иных фа циях. Интересно отметить, что они могут быть выявлены исключи тельно на основе вертикальных вариаций в р а з м е р е зерен без опре деления каких-либо иных параметров фаций. Такой подход м о ж е т быть особенно результативен, как будет нами еще показано, при субповерхностных исследованиях.

МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ОБСТАНОВОК О С А Д К О Н А К О П Л Е Н И Я Существует много различных методов, которые можно исполь зовать для диагностики обстановки накопления осадочных пород.

Эти методы различаются весьма сильно и зависят от того, бази руются ли они на информации, полученной при наземных исследо ваниях, или на данных бурения и геофизических работ. При напи сании этой книги существовала следующая альтернатива: описать и проанализировать методы, с помощью которых можно устано вить обстановки осадконакопления, или ж е показать применение этих методов при решении реальных специфических задач. Хотя последний подход более интересен, вначале будет сделан а н а л и з разных методов, а потом будут показаны возможности их исполь зования.

К а к правило, диагностика условий осадконакопления д о л ж н а базироваться на критической оценке всех имеющихся систем до казательств. Однако далеко не все необходимые данные действи тельно доступны исследователю. Это особенно справедливо в от ношении субповерхностных исследований, когда главным источ ником получения необходимого материала с л у ж а т сейсмические разрезы и результаты к а р о т а ж а при минимальном использовании керновых образцов пород и ш л а м а. В этих случаях не остается ничего иного, как использовать те факты, которые могут быть установлены на этой основе. В других ситуациях, например при изучении обнажений (хотя там может быть обилие фактов), для решающих определений искомой обстановки могут быть использо ваны лишь один — два фактора. В разных случаях большую зна чимость приобретают различные группы доказательств. Так, в ос нову распознавания рифа можно положить лишь литологические и палеонтологические данные. Д е л ь т а может быть идентифициро вана -по ее геометрии и изменению размерности зерен и осадочных текстур в вертикальном разрезе. Все это станет более понятным при дальнейшем изложении.

Методы анализа условий осадконакопления удобнее всего рас сматривать по пяти определяющим характеристикам фации: гео метрии, литологии, осадочным текстурам, характеру палеотечений и ископаемым. Затем будут проанализированы методы к а р о т а ж а (разные его типы) применительно к интерпретации обстановки на копления погребенных осадков.

Геометрия (форма осадочных тел) О б щ а я форма осадочных тел (фаций) — ф у н к ц и я предшествую щих осадконакоплению топографии и геоморфологии среды осад конакопления и постседиментационной истории. Например, геоме трия покровных песков, перекрывающих прежние поверхности суши, в значительной мере определяется геоморфологической ста дией и процессами, которые происходили на данной территории в предшествующие эпохи. Причем этот признак лишь в незначитель ной степени может у к а з ы в а т ь на происхождение перекрывающих песков. Подобно этому постседиментационная эрозия и тектони ческие деформации изменяют геометрию фации и препятствуют ис пользованию ее общей формы в качестве диагностического призна ка. Только при сохранении синседиментационной формы геометрия фации может выступать в качестве ценного диагностического кри терия. Рис. 4 иллюстрирует некоторые в а ж н ы е формы фаций, ко торые можно распознать. При этом следует отметить, что одна и та ж е геометрия может отвечать различным условиям накопления фаций. Л о ж б и н ы могут быть русловыми, дельтовыми, приливно-от ливными или ж е подводными морскими каньонами. Конусы бы вают аллювиальными, дельтовыми или подводными морскими.

Сама по себе форма покрова очевидно не показательна с точки зрения диагностики обстановки накопления осадков, однако при детальных исследованиях можно установить, что покров состоит из серии сливающихся русел, шнурковых залежей или других не больших тел.

Геометрия осадочной фации сравнительно легко поддается определению в случае ее выхода на земную поверхность и хоро шей обнаженности. Д л я погребенных фаций применение данного признака невозможно. В этом случае традиционный подход преду сматривал картирование геометрии фации на основе результатов бурения. Д л я обеспечения оптимального размещения каждого по следующего пункта бурения обстановка накопления осадков интер претировалась по каждой скважине. Однако в настоящее время сейсмические исследования позволяют установить форму фации задолго до бурения скважины. Сейсмические методы рассматри вают во многих учебниках [5, 42, 12 и др.]. Сейчас развивается совершенно новый метод сейсмической интерпретации, широко из вестный как сейсмическая стратиграфия [48, 85]. При интерпрета ции сейсмических данных используют принятые стратиграфические и фациальные концепции (подробнее см. 59, 99].

При анализе сейсмических профилей часто обнаруживается, что их можно разделить на ряд элементов. Геометрия последних уста навливается на основе данных полной сейсмической съемки. Та ким образом выявляют русла, конусы выноса, фации продвижения береговой линии в сторону моря (prograde) и многие другие фор мы. К а к у ж е отмечалось, форма этих сейсмических элементов мо жет служить диагностическим признаком при определении усло вий осадконакопления. В а ж н ы м при восстановлении геологической 2 Зак. 803 Р И С. 4. С х е м а т и ч е с к о е и з о б р а ж е н и е р а з л и ч н ы х ф о р м ф а ц и й, с о о т в е т с т в у ю щ и х т е м или и н ы м д р е в н и м о б с т а н о в к а м о с а д к о н а к о п л е н и я :

а — сходящиеся ветвящиеся русла;

б — расходящиеся ветвящиеся русла;

в — шнурковые осадочные тела;

г — прибрежный склон (bank);

д — подводный конус;

е — продвигающийся склон (формы продвижения береговой линии);

ж — осадочные покровы (sheet, blanket) истории района может оказаться и характер границ сейсмических элементов. Установлены [99] различные типы таких границ. Они могут быть согласными или несогласными. Первые встречаются реже, т а к как при наличии о т р а ж а ю щ и х слоев их границы карти руются с трудом, если только не существует значительных разли чий во внутренних сейсмических свойствах соседних элементов.

Несогласные границы бывают нескольких типов. Верхняя гра ница может представлять собой регрессивное прилегание («offlap»

или, как его иногда называют, «toplap»). На основе одних лишь сейсмических результатов установить, обусловлена граница эро зионным срезанием или ж е она о т р а ж а е т регрессивный инкремент, отложенный при сохранении постоянного уровня моря, нельзя.

Н и ж н я я несогласная граница может представлять собой транс грессивное прилегание («onlap») или регрессивное налегание («downlap»). К а к правило, трансгрессивное прилегание бывает вы Р И С. 5. С х е м а, п о я с н я ю щ а я т е р м и н ы, п р и н я т ы е в с е й с м о с т р а т и г р а ф и и д л я р а з л и ч н ы х типов.границ:

А — регрессивное налегание;

Б — регрессивное прилегание;

В — трансгрессивное прилега ние;

1 — сейсмическая граница серии;

2— отражающий горизонт внутри толщи;

3— толща, образовавшаяся при продвижении береговой линии в сторону моря звано морской трансгрессией или последовательным заполнением континентального бассейна. Регрессивное налегание обычно обус ловлено продвижением в сторону моря береговой линии — как в целом, так и отдельных конусов. На рис. 5 представлены различ ные типы границ сейсмических элементов.

Внутреннее строение сейсмического элемента может быть столь ж е информативным, как и его границы. В этом смысле особенно в а ж н ы амплитуда и выдержанность о т р а ж а ю щ и х горизонтов — рефлекторов [5]. Высокоамплитудные о т р а ж а ю щ и е горизонты с хорошей латеральной выдержанностью обычно отвечают переслаи вающимся морским известнякам и сланцам. Высокоамплитудные рефлекторы с плохой выдержанностью характеризуют континен тальные толщи переслаивающихся русловых песчаников и сланцев.

Низкоамплитудные о т р а ж а ю щ и е горизонты с хорошей выдержан ностью предполагают наличие сланцев. Неровные рефлекторы мо гут быть обязаны рельефу, создаваемому песчаными телами мор ского мелководья и береговой зоны. Невыдержанные, хаотически наклоненные о т р а ж а ю щ и е слои короткого протяжения, вероятно, у к а з ы в а ю т на оползневые поверхности, особенно если они наблю даются в основании форм наступания береговой линии.

Литология Литология осадочной фации — одна из наиболее легко поддаю щихся наблюдению характеристик, имеющих особо важное значе ние для выяснения условий ее накопления. Как правило, с диагно стической точки зрения литология оказывается более показатель ной д л я известняков, чем для песчаников. Это объясняется тем, что для современных карбонатов выявлен ряд микрофаций, рас пространение которых тесно связано с обстановками их накопле ния. Кроме того, они не испытывали длительной транспортировки.

Поэтому многие известняки могут быть соотнесены с теми или другими условиями их накопления путем изучения небольших 2* фрагментов породы или шлифов, а т а к ж е тщательного сопостав ления с современными осадками (см. гл. VIII и IX).

Однако литология обломочных осадков — функция не только обстановки осадконакопления. Она тесно связана с историей пере носа обломков и типом материнской породы. Таким образом, пе трографический состав д л я песчаников — значительно менее цен ный индикатор осадконакопления, чем д л я карбонатов. Вместе с тем, песчаники по сравнению с карбонатами менее подвержены диагенезу, поэтому их структура различается более легко.

Попытки использовать данные о структуре осадка для опреде ления условий накопления предпринимались неоднократно. Этой теме посвящена обширная литература, на которую трудно не об ратить внимания при просмотре изданий, посвященных осадочным породам. В ряде работ [56, 69, 80 и др.] приводятся обзоры по этим проблемам. Основной смысл применения материалов о струк туре осадка состоит в том, что различить осадки современных об становок можно путем тщательных статистических оценок их структуры. Многие современные исследования, например [ и др.], продемонстрировали достаточную простоту такого метода.

Казалось бы, аналогичным образом можно определять обста новку накопления древних осадочных пород путем их грануломе трического анализа с помощью разного рода статистических вы кладок и сравнения полученных результатов с данными по совре менным осадкам известного происхождения. К сожалению, такой подход обычно не дает удовлетворительных результатов, и грану лометрический анализ древних осадочных образований — это сво его рода отживающее, к удовольствию лаборантов, искусство. Не состоятельность данного метода обусловлена рядом причин.

Первая, как у ж е упоминалось, объясняется тем, что структура осадков — это функция не только обстановки их накопления, но и предшествующей геологической истории. Если взять экстремаль ный случаи, когда единственным осадком является чистый, хоро шо сортированный тонкий песок, принесенный в данную конкрет ную обстановку, то ничего иного, кроме этого песка, здесь и не могло отложиться. Вторая трудность, возникающая при использо вании структуры осадка в целях определения условий его накоп ления, связана с происхождением. тонкого детрита. Исследования современных осадков показывают, что глнистая фракция — весь ма чувствительный. индикатор процессов осадконакопления. Д л я древних осадочных пород практически невозможно доказать, что глинистый матрикс н а к а п л и в а л с я одновременно с остальным де тритом. Не исключена возможность, что он был привнесен позд нее с более грубыми частицами или образовался за счет диагене тического распада химически нестабильных частиц [17]. Третья трудность гранулометрического анализа осадочных пород носит чисто технический характер. Постседиментарное растворение и на растание вторичных оболочек может значительно изменять разме ры песчаных зерен и модифицировать всю структуру породы. Ин тенсивная цементация препятствует дроблению породы до ее пер 2. воначальной структуры. В таких случаях приходится строить кри вую сортировки, измеряя размеры зерен в шлифах, а это процесс очень медленный и чрезвычайно сложный, причем конечные ре зультаты весьма трудно сравнимы с данными ситового анализа образцов современных осадков [11].

По изложенным причинам статистические структурные исследо в а н и я древних осадков обычно считают методом, малопригодным для диагностики условий осадконакопления, хотя примеры его успешного применения для этих целей существуют.

С более общих позиций, размер частиц осадка — важный инди катор энергетического уровня обстановки осадконакопления. Чем грубее частицы осадка, тем выше энергетический уровень течения, а чем лучше отсортирован материал, тем длительнее период дей ствия последнего. Эти общие положения долгое время использо вались при изучении терригенных осадков, и они составляли осно ву классификации карбонатов [23]. Однако д а ж е эти общие пред ставления о корреляции размера частиц и степени их сортирован ности™ с энергетическим уровнем следует использовать весьма осто р о ж н о. Каким бы сильным ни было течение, оно не может отла гать материал, более грубый, чем материал исходной породы. Точ но так и размер частиц карбонатных пород не всегда может слу ж и т ь действительным индикатором энергетического уровня соот ветствующей обстановки осадконакопления. Это обусловлено тем, что многие известняки состоят из скелетных остатков. Раковины могут образовывать настоящие органические конгломераты в об становке с низким энергетическим уровнем только за счет того, что организмы гибнут там, где обитают. Примером служат лагун ные устричные рифы. Подобно этому, сортировка и содержание микритовой фракции в карбонатных породах о т р а ж а ю т функцию не только турбулентности, но и других факторов, в частности, они могут зависеть от наличия микритообразующих водорослей и пи тающихся моллюсками хищников.

Значительное внимание обращается и на то, каким образом те или иные процессы накопления осадков могут сказываться на фор ме песчаных зерен. Современные гляциальные пески обычно силь но угловаты и менее сферичны, чем частицы осадка водного про исхождения, а дюнные пески часто очень хорошо окатаны. П. Kye нен [43] обобщил результаты работ по экспериментальной абра зии песчаных зерен под действием различных процессов. Его дан ные подтверждают, что ветер — более эффективный рг~нт окатыва ния, чем текучие воды. Одцако форма частиц обусловлена не толь ко собственно процессом накопления осадка, а зависит т а к ж е от предшествующей его истории й первоначальной формы зерен. По лициклические пески имеют тенденцию к хорошей окатанности не зависимо от тех воздействий, которым они подвергались.

Исследования с помощью электронного микроскопа показали, что гляциальные, водные или эоловые процессы оставляют харак терные знаки на поверхности зерен. Метод этот весьма ценен, од нако его применение требует известной осторожности, поскольку постседиментарные растворение, уплотнение, а т а к ж е тектониче ское истирание и шлифовка могут видоизменять характер поверх ности песчаного зерна. Аналогичное может происходить с части цей, испытавшей перенос из одной среды в другую. Тем не менее, знаки ветрового переноса наблюдались в песчаниках д а ж е триасо вого возраста.

Помимо физических свойств, в а ж н ы м ключом к определению происхождения осадков служат их химические свойства. Этот во TTpuc"всесторонне рассмотрен в работе [18]. Мы приведем л и ш ь один-два примера для иллюстрации современного состояния и по тенциальных возможностей геохимических исследований при опре делении условий осадконакопления. По поводу возможностей ис пользования глинистых минералов в качестве индикаторов обста новки накопления осадка развернулась серьезная дискуссия [ и др.]. Однако, к а к правило, химизм глин о т р а ж а е т не только соб ственно условия их накопления, но и особенности материнских по род, климатические условия, выветривание породы и историю ее диагенетических преобразований. По результатам сотен а н а л и з о в глин древних осадочных пород было показано [107], что ни один из специфических глинистых минералов не может считаться инди катором какой-либо одной конкретной обстановки осадконакопле ния д а ж е в таком широком понимании, как морские и неморские условия. Однако эти ж е исследования со всей очевидностью по казали, что д л я древних морских осадочных пород более харак терны иллит и монтмориллонит, а например, каолинит более ти "пичен д л я континентальных, особенно аллювиальных, осадков.

Принято считать, что глауконит относится к тем минералам, которые образуются лишь в морских условиях и ввиду их неста бильности не выдерживают переотложения. Поэтому глауконит ис пользуют в качестве диагностического признака морских осадков.

Этот критерий, однако, тоже не безошибочен. Детритовый глауко нит встречен в аллювиальных неогеневых красноцветах в области Мертвого моря..Тем не менее_Д.§УШЖит.. в основном оказывается положительным индикатором морских условий, и исследования со временного распространения глауконита позволяют предполагать, в каких конкретных условиях он возник.

В конце 50-х годов в качестве индикатора палеосолености было предложено использовать содержание бора. Позднее этот метод опробовали многие исследователи. Анализ [82] современных илов, осуществленный Н. Ф. Шимпом с соавторами, показал, что в гли нистой фракции морских илов содержится на 30—45 % бора боль ше, чем в той ж е фракции пресноводных илов. Д а н н а я методика различения морских и неморских осадков с той или иной долей успеха используется и в отношении древних осадочных пород. Ана логичные геохимические подходы осуществлялись и на основе дру гих компонентов современных осадков, в частности фосфатов и ж е л е з а, при попытках диагностирования условий накопления древ них осадочных пород. Результативность подобных исследований невелика в значительной мере из-за того, что современные обста новки, где происходит формирование фосфатов и железа, встреча ются довольно редко [19].

Отсюда ясно, что литология осадочных фаций — важный ключ к пониманию условий осадконакопления. Более справедливо это утверждение для карбонатных пород, менее справедливо — для песчаников, поскольку первые накапливаются на месте, или вбли зи, источника происхождения, а вторые приносятся к месту накоп ления извне и наследуют внешние характеристики, обусловленные их предшествующей историей.

. Размер.., зерен, сортированность, форма и структура осадков часто о т р а ж а ю т энергетический уровень обстановки и процесс осадконакопления. Однако их интерпретация требует особой тща тельности. Геохимия — стремительно р а з в и в а ю щ а я с я отрасль гео л о г и и — обладает огромными потенциальными возможностями в определении обстановок накопления осадков.

Осадочные текстуры Осадочные текстуры — весьма важный индикатор условий на копления осадков. В отличие от литологии и ископаемых они вне всякого сомнения никогда не бывают привнесенными извне, а фор мируются на месте. Осадочные текстуры легко изучать при хоро шей обнаженности. Однако в случае субповерхностных исследова ний лишь очень небольшая их часть может оказаться в поле зре ния будучи случайно обнаружена в керне скважин.

В литературе описано огромное число осадочных текстур. Их номенклатура и классификация запутанны и сложны. В значи тельной мере это объясняется тем, что точно определить их мор фологию очень трудно. Тем не менее были составлены специаль ные атласы осадочных текстур [15, 62 и др.].

В последние годы интерпретация осадочных текстур получила широкое развитие благодаря экспериментальным работам по ис следованию обстановок накопления современных осадков [80, и др.]. Осадочные текстуры позволяют судить о том, в каких усло виях происходило накопление осадка: гляциальных, водных или субаэральных. В какой-то мере они могут служить основанием д л я суждения об энергетическом уровне конкретной обстановки, о ско рости, гидравлических характеристиках и направлении течений [4, 14, 19, 71, 80].

Большинство осадочных текстур в р а м к а х генетической клас сификации может быть условно разделено на следующие катего рии: пред-, син- и постседиментационные. Рассмотрим значение осадочных текстур с точки зрения условий накопления осадка.

Председиментационные осадочные текстуры. Председиментаци онные осадочные текстуры — это текстуры, наблюдающиеся на по верхностях разделов, которые образовались раньше накопления более молодого слоя. Таким образом, они о т р а ж а ю т характер эро зии, и их нельзя смешивать с постседиментационными явлениями деформации подстилающего слоя, например отпечатками нагруз Таблица $ Последовательность ф о р м л о ж а и осадочных текстур, обусловленных п р о х о д я щ и м н а д песчаным слоем течением с возрастающей скоростью По [ 8 7 ].

Режим потока Форма ложа Процесс Осадочные текстуры Эрозия Редко сохраняют Аккумуляция А н т и д ю н ы (пере Турбулентный с я за счет пере мещающиеся осадков (upper) р а б о т к и п р и па вверх по течению о Cu дении с к о р о с т и песчаные волны) О течения иг Промежуточный П л о с к а я слоис Плоское ложе тость SP Косослоистость Ламинарный Дюны S Ч Микрокосослоис (lower) Рябь и в T О CTb скорость течения слишком низка д л я переноса осадка Фаза равновесия П р и м е ч а н и е. Пороговая скорость, по достижении которой происходит изменение од ной формы ложа на другую, возрастает с увеличением размера зерен. Для песков с раз мером зерна более 0,60 мм фазар яби отсутствует. Скорость течения возрастает снизу вверх.

ки. Председиментационные текстуры включают ложбины, следы размыва, отпечатки ж е л о б к а, углубления, выемки и следы выпа хивания, а т а к ж е признаки множества других эрозионных явле ний. Несмотря на значительный объем экспериментальных работ, гидравлика, которой обязаны возникновением эти текстуры, все еще недостаточно ясна. Тем не менее, они дают ценную информа цию о направлении течений, их обусловивших.

Синседиментационные осадочные текстуры. Текстуры, форми рующиеся в процессе осадконакопления, включают плоскую и ко сую слоистость, листоватость, микрокосослоистость (знаки р я б и ).

Когда на слой песка воздействует течение с возрастающей ско ростью, то возникает правильная последователньость форм л о ж а.

К а ж д о й из них отвечают свои осадочные текстуры (табл. 3 ). Фор ма слоя зависит от многих факторов — скорости, температуры и вязкости жидкости, а т а к ж е скорости выпадения частиц, которая более или менее соответствует их размеру. Эти переменные, буду чи интегрированы, в совокупности образуют понятие о режиме потока, который о т р а ж а е т суммарное воздействие всех этих пара метров По режиму «потока можно установить факт отложе ния слоев с одинаковой размерностью зерен при разной скорости течений. Например, микрокосослоистый песок отлагался течения ми с более низкой скоростью, чем песок с горизонтальной слои тостью и с той ж е размерностью зерен. Подобно этому два слоя с разными размерами частиц не обязательно были отложены пото к а м и с разными скоростями. Горизонтальнослоистые тонкие пески могли быть обязаны своим образованием потокам, имевшим одну и ту ж е скорость.

Несмотря на то, что концепция режима потока вносит опреде ленную ясность в генезис синседиментационных текстур, она лишь косвенным образом облегчает анализ условий осадконакопления.

Происходит это потому, что условия, возникающие в пределах ограниченного осадочным лотком водного потока, в природе отве чают самым различным ситуациям — рекам, эстуариям, дельтовым рукавам, приливно-отливным к а н а л а м стока и т. д.

Косая слоистость — морфологически в а р и а б и л ь н а я и много кратно описанная осадочная текстура [64]. О процессах, в резуль тате которых образуется косая слоистость, можно было бы ска зать очень много, однако поскольку лишь немногие из них привя заны к какой-то конкретной обстановке накопления осадков, эти данные имеют ограниченное значение [2, 4]. Исключением явля ется крупномасштабная эоловая косая слоистость (см. с. 97).

Более достоверным индикатором условий осадконакопления яв л я е т с я микрокосослоистость. В ряде работ [102 и др.] описаны морфологические критерии, позволяющие различать знаки ряби, обусловленные различными процессами и присущие иногда специ фическим обстановкам. В работе У. Таннера [94] эмпирически выведено число статистических критериев д л я идентификации об становки накопления осадка по знакам ряби. И все-таки большин ство сложнейших аналитических и экспериментальных методов, несмотря на значительный объем положительной для понимания процессов образования ряби информации, малопригодны д л я тол кования условий осадконакопления [4].

Постседиментационные осадочные текстуры. Текстуры, которые образуются в осадках после их накопления, не менее разнообраз ны и сложны, чем те, которые формируются в процессе осадкооб разования. Им т а к ж е посвящена труднодоступная сложная лите ратура, удачный обзор ее дан в работе [55]. И здесь эксперимен тальные исследования современных осадков послужили основой д л я понимания сущности явления деформирования рыхлых осад ков. По сути, можно выделить две основные генетические группы таких текстур. П е р в а я связана главным образом с вертикальной переориентацией слоев, вторая — с горизонтальной перегруппиров кой материала. К первой группе относят отпечатки нагрузки и псевдостяжения, образующиеся в местах обрушения песка в ниже л е ж а щ и е илы, а т а к ж е конволютную слоистость и текстуры раз ж и ж е н н ы х песков, которые представляют собой включения в слоях тонкозернистых илистых песков с тонкой слоистостью и чи стых песков соответственно. Экспериментальные работы показа ли, что существует множество разнообразных механизмов, кото рые могут быть ответственны за формирование таких текстур в не консолидированном осадке. Сюда относят землетрясения, турбу лентность течений и гидростатическое давление, обусловленное ре ликтовыми флюидами. Все эти процессы могут возникать в раз личных геологических ситуациях, поэтому они не слишком суще ственны для анализа условий осадконакопления.

Ко второй группе постседиментационных осадочных текстур от носятся те, котрры.е_обязаны своим возникновением горизонталь ному перемещению осадка (в противоположность вертикальной пе реориентации слоев в первой группе). Это — оползни и скольже ния, представляющие собой постседиментационные опрокинутые складки и разрывы, свидетельствующие о крупномасштабном бо ковом перемещении осадков. Н а б л ю д а ю т с я они там, где быстрое осадконакопление или эрозия приводят к образованию крутых склонов, которые время от времени становятся нестабильными, об валиваются и сбрасывают поверхностные осадки вниз по склону.


Т а к о г о рода склоновые нарушения в одних случаях могут проис ходить спонтанно, в других — спусковым механизмом с л у ж а т зем- • \ летрясения, штормы или... стада бегущих в панике динозавров.

Осадочные деформационные текстуры, обусловленные горизон тальным смещением, могут проявляться в самых различных геоло гических ситуациях — от речных берегов до абиссальных склонов.

Однако широкое развитие оползней, по-видимому, наиболее типич но д л я дельтовых склонов, подводных каньонов и конусов.

Независимо от возможности использования этих текстур д л я идентификации обстановки накопления осадка, оползни — в а ж н ы й критерий в распознавании палеосклонов как таковых.

Характер палеотечений И з пяти определяющих параметров осадочных фаций (геоме трия, литология, текстуры, палеотечения и ископаемые), лишь одни палеотечения не доступны наблюдениям. С одной стороны, определение характера палеотечений, отвечающих той или иной фации, предусматривает не только описание, но 'и интерпретацию данных, что связано с серьезными трудностями. С другой сторо ны, палеотечения устанавливаются по осадочным текстурам, по этому они, вероятно, о т р а ж а ю т именно условия накопления фации и не наследуют каких-либо признаков за пределами фактического места накопления осадка.

Анализ палеотечений включает: 1) измерение в процессе поле вых исследований ориентации главных осадочных текстур (на правление наклона косой слоистости, простирание русел и т. п.);

2) определение направлений палеотечений в к а ж д о м конкретном пункте;

3) составление региональной карты палеотечений;

4) со поставление карты палеотечений с другими данными ф а ц и а л ь н о г о анализа в целях восстановления палеогеографических характери стик обстановки осадконакопления. В одних случаях (например, когда речь идет о реках), данные о палеотечениях позволяют вы я в л я т ь палеосклоны, в других (например, в случае эоловых отло жений) они ничего не дают.

Методология и конкретные примеры использования анализа палеотечений рассмотрены в работах [64, 80]. По мнению многих Таблица Классификация палеотечений По [77] Обстановка Локальный вектор течения Региональное распределение Аллювиальная:

Одномодальный, слабо измен- Часто веерообразные ветвление чивый меандриро- О д н о м о д а л ь н ы й, сильно измен- К о н т р о л и р у ю т с я с к л о н о м, час чивый вание то н а п р а в л е н ы к ц е н т р у з а п о л няемого бассейна Эоловая О д н о -, би- и п о л и м о д а л ь н ы й М о г у т р е з к о о т к л о н я т ь с я бо л е е чем на сотни к и л о м е т р о в в обход областей высокого дав ления Бимодальные (за счет при- О б ы ч н о н а п р а в л е н ы к берегу, Прибрежная л и в н о - о т л и в н ы х т е ч е н и й ), иног- от берега или вдоль берега зона и шельф д а о д н о п о л я р н ы е или п о л и м о дальные Веерообразные или в более Одномодальные ( и м е ю т с я от Морские тур крупном масштабе направлены д е л ь н ы е и с к л ю ч е н и я ;

см. с. 242) бидиты в сторону оси п р о г и б а или в д о л ь нее исследователей, восстановление направлений палеотечений следует вести с величайшей осторожностью как из-за сложности соотно шений между текстурами осадка и палеотечениями, так и ввиду различий в природе самих течений.

Вместе с тем, д л я современных обстановок осадконакопления отмечается тесная корреляция между системами течений и ло кальной и региональной ориентацией осадочных текстур. Установ лен целый ряд таких особенностей палеотечений, которые неодно кратно фиксировались в породах самого разного возраста по всему земному шару [77]. Различные системы (модели) палеотечений присущи тем или иным конкретным обстановкам. К а ж д у ю из них можно охарактеризовать вектором палеотечений по отдельным пунктам опробования, а т а к ж е по региональным соотношениям (табл. 4).

Поэтому, по нашему мнению, несмотря на требуемую осторож ность в обращении с результатами анализа палеотечений, этот ме т о д — один из в а ж н ы х в распознавании древних обстановок осад конакопления и их палеогеографических характеристик.

Ископаемые Последним по счету (а не по значению) из пяти параметров, определяющих фацию, является с о д е р ж а щ а я с я в ней фауна. Изу чение фоссилий всегда было и остается одним из наиболее важ ных методов идентификации условий накопления осадков. Способ жизни ископаемых организмов, их взаимоотношения друг с дру гом и с окружающей средой изучаются в р а м к а х палеоэкологии.

Обзоры работ, относящихся к этой обширной области исследова ний, были выполнены целым рядом специалистов [1, 21, 28, и др.]. Использование ископаемых для определения обстановки накопления в м е щ а ю щ и х осадков требует двух допущений: 1) ис копаемые организмы обитали именно там, где они оказались по гребены;

2) среда обитания ископаемых организмов может б ы т ь восстановлена по их морфологии или на основе изучения совре менных форм тех ж е организмов (если таковые имеются).

Однако при использовании ископаемых в качестве индикаторов условий осадконакопления следует всегда иметь в виду два об стоятельства. Во-первых, д а л е к о не просто установить, обитали л и организмы внутри или на поверхности осадков, в которых они были погребены. Многие ископаемые организмы сохраняются в определенной обстановке совсем не потому, что они в ней обитали.

Они могли попасть в нее совершенно случайно и, оказавшись в неблагоприятных условиях, там погибнуть. Вспомним хотя бы о всех тех кошках, которые были утоплены в Темзе и трупы кото рых были вынесены в море!

Во-вторых, возникает трудность при восстановлении условий среды обитания организмов. Она весьма реальна и широко осве щена в литературе. Рассмотрим конкретный случай. Известно, что медведи в настоящее время обитают в широком а р е а л е — от аркти ческих широт до экватора. Кости древних медведей можно было бы использовать в качестве индикатора гляциального климата лишь в том случае, если бы на З е м л е существовали исключитель но полярные (белые) медведи [84].

Чтобы возможность использования ископаемых организмов д л я восстановления обстановок осадконакопления не представлялась в слишком мрачных тонах, подчеркнем, что это — один из наибо лее в а ж н ы х современных методов.

И з большой массы ископаемых организмов, которые могут быть использованы для а н а л и з а природной среды, наибольшую важность представляют, по-видимому, два типа: микрофоссилии и следы жизнедеятельности. Микрофоссилии имеют огромные пре имущества по сравнению с мегафоссилиями: во-первых, они могут быть извлечены из бурового ш л а м а, а во-вторых, небольшие объ емы породы могут содержать достаточное д л я статистической оцен ки количество экземпляров. Имеется множество различных групп микрофоссилий, которые можно использовать при интерпретации условий осадконакопления. Сюда относятся фораминиферы остра коды, микропланктон и палиноморфы (пыльца, споры и т. д.).

Одна из трудностей, с которой сталкиваются при интерпретации обстановки накопления осадка, заключается в том, что р а з л и ч н ы е группы микрофоссилий могут д а в а т ь противоречащие друг другу результаты. Обычному геологу, как правило, не хватает специаль ных знаний, чтобы правильно разобраться в такого рода противо речиях. Д л я диагностики условий осадконакопления наиболее Р И С. 6. И х н о ф а ц и и, х а р а к т е р н ы е д л я р а з л и ч н ы х о б с т а н о в о к о с а д к о н а к о п л е ния. По [ 7 9 ], с разрешения Академик-Пресс Инкорпорейшн.

Обстановки осадконакопления: / — морское глубоководье, И — зона ниже приливно-отлив ной, / / / — приливно-отливная зона, IV — суша;

ископаемые следы: А — вертикальные сле ды жизнедеятельности червей, моллюсков и других беспозвоночных;

Б — отпечатки лап позвоночных животных;

В — следы движения успешно используют следы жизнедеятельности: вертикальные ходы червей, моллюсков и других беспозвоночных, следы передвижения одного или многих организмов, отпечатки лап, известные под об щим названием «следы окаменелости»;

по этой проблеме см. [ и др.].

Ископаемые следы жизнедеятельности, используемые при опре делении условий осадконакопления, дают хорошие результаты п а двум причинам: во-первых, они встречаются in situ и таким обра зом исключается вопрос о переотложении;

во-вторых, как у ж е от мечалось, определенные типы следов жизнедеятельности х а р а к т е р ны для конкретных обстановок, хотя сами организмы, их обусло вившие, могут быть не известны. Используя это обстоятельство, не которые исследователи выделяют серию «ихнофаций». К а ж д а я их нофация включает в себя набор следов жизнедеятельности, прису щих определенным осадочным фациям [19, 35]. Эти ихнофации постоянны в течение всего фанерозоя, несмотря на очевидную эво люцию представительных организмов (рис. 6). Именно поэтому, а т а к ж е по причине их сохранности in situ следы жизнедеятельности весьма полезны при анализе погребенных фаций по керну.

Д е т а л ь н о е изучение фоссилий позволяет определить многие по казатели условий накопления осадков: глубину, температуру, со леность, турбулентность течений и климатические характеристики.

Более подробное, чем это можно сделать в коротком резюме, рас смотрение этой сложной проблемы читатель найдет в литературе, приведенной в начале раздела.

И Н Т Е Р П Р Е Т А Ц И Я ОБСТАНОВОК О С А Д К О Н А К О П Л Е Н И Я ПО Д А Н Н Ы М П О Д П О В Е Р Х Н О С Т Н Ы Х И С С Л Е Д О В А Н И И Ранее нами были рассмотрены методы восстановления условий осадконакопления по данным исследований на поверхности с ис пользованием пяти определяющих фацию параметров — геометрии, литологии, осадочных текстур, палеонтологических характеристик и палеотечений. Рассмотрим теперь методы, которые используют ся д л я определения обстановки накопления осадков, находящихся в погребенном состоянии. При неизменности общих представлений методы исследования в этом случае существенно отличны.


Так, для рифов и русел геометрия (как у ж е отмечалось) мо ж е т быть установлена по их отпрепарированному рельефу в обна жениях, в то время как для подповерхностных фаций геометрия определяется с помощью данных бурения или на основе сейсмиче ских, т. е. структурных, карт.

Литологические исследования широко применяют при диагно стике обстановок осадконакопления погребенных толщ, и разницу в методах в случае терригенных или карбонатных пород не сле дует слишком преувеличивать. К а к у ж е было замечено (а в гл. VII—IX будет показано более д е т а л ь н о ), существуют разные типы карбонатных зерен, которые формируются в различных усло виях. Поэтому происхождение карбонатных пород, не выходящих на поверхность, устанавливают главным образом на основе петро графического анализа керна или ш л а м а. Однако восстановить об становку накопления терригенных пород на основе их петрографи ческого состава можно только в исключительных случаях из-за возможного влияния (см. ранее) унаследованности и диагенеза.

Ключом к познанию погреб.ецных.дерригщных. цород. является, изу чение вертикальных разрезов: последовательности, расположения осадочных текстур в колонках, анализа изменения размеров ча стиц.

После бурения скважины измеряют геофизические свойства пробуренных толщ с помощью электронных устройств. Это дает возможность получить значения многих физических и химических параметров, включая сопротивляемость пород, плотность, скорость прохождения звука и радиоактивность. Геофизический к а р о т а ж можно использовать для корреляции соседних скважин, определе ния литологии, измерения пористости, а т а к ж е д л я расчета содер ж а н и я нефти, газа или воды в порах.

Исследования, связанные с оценкой формаций, вскрытых сква жиной, дают богатый материал геологам-стратиграфам и седимен тологам, но они выходят за рамки нашей книги, поэтому интере сующимся этой проблемой мы советуем обратиться к работам [7, 63]. Л и ш ь два вида оценки формации в а ж н ы в настоящем кон тексте: применение геофизического к а р о т а ж а д л я построения вер тикальных гранулометрических разрезов и глубинный к а р о т а ж с помощью наклономерного устройства для определения угла и на правления падения осадочных слоев и анализа палеотечений.

Интерпретация изменений гранулометрического состава по данным геофизического каротажа При рассмотрении циклического осадконакопления у ж е отме чалось, что характерные изменения в размере частиц и последо вательности осадочных текстур обычно связаны с теми или иными седиментарными системами. Форма кривых к а р о т а ж н ы х графиков косвенно о т р а ж а е т изменения в размере частиц осадка. Именно этим обусловлена возможность использования геофизического ка р о т а ж а для вертикального профилирования размерности зерен.

Методика таких исследований хорошо разработана и у ж е многие годы широко применяется при поисковых и разведочных работах на нефть [63, 79 и др.]. При построении подобных профилей ис пользуют в основном два вида к а р о т а ж а : к а р о т а ж по естествен ным потенциалам (ЕП) и гам_ма-карсггаж.

В первом случае регистрируется разность между потенциалом электрода, перемещаемого по скважине, и постоянным потенциа лом электрода, закрепленного на поверхности. Величина ее зави сит от кумулятивного эффекта электрофильтрации и электроосмо са в толщах, пробуренных скважиной. Эти параметры непосред ственно связаны с проницаемостью пород. Кроме того, что слан ц ы — непроницаемы, а песчаники — высоко проницаемы, известно, что проницаемость последних обычно падает с уменьшением раз мера зерен. Это связано с тем, что с уменьшением размера частиц увеличивается содержание глинистого матрикса, который закупо ривает все поровые канальца. Иными словами: поскольку к а р о т а ж по Е П регистрирует главным образом проницаемость, которая в основном определяется размером частиц, то его можно использо вать для построения непрерывных гранулометрических разрезов.

Когда скважина пробурена, появляется возможность прямой ка либровки размерности зерен, наблюдаемой в керне, и соответ ствующих значений естественных потенциалов (измеряемых в мил ливольтах). Д а ж е при отсутствии керна по какому-либо интервалу в большинстве случаев удается по двум экстремальным значениям кривой потенциалов построить «линию песков» и «опорную линию глин» (рис. 7). Затем можно осуществить калибровку, поскольку линии песка будет отвечать наиболее грубозернистый песчаник керна. Хотя к а р о т а ж по естественным потенциалам применяют весьма широко при составлении гранулометрических разрезов, он имеет ряд ограничений. Так, постулируемое соотношение прони цаемости и размера зерен справедливо лишь для осадочных пород с первичной межзерновой пористостью.

Таким образом, результаты к а р о т а ж а по естественным потен циалам не могут о т р а ж а т ь размера частиц в цементированных пес чаниках или карбонатных породах со сложной историей диагенеза.

Кроме того, криЕия Е П демонстрирует хорошо в ы р а ж е н н ы е ампли туды лишь при наличии существенного различия бурового раство ра и формационных вод по степени соленосности. По целому ряду причин к р и в ы е Е П д л я с к в а ж и н, пробу Мет й7мВ ры - L-I + ренных в д а л ь и е й r i p и б р е ж п о й зоне, ред ко соответствуют а м п л и т у д е изменений этого п а р а м е т р а, достаточной, чтобы они j Линия могли быть использованы в качестве кри Y песка _3| вых р а з м е р н о с т и частиц.

-Z Вторым геофизическим методом, ис пользуемым в тех ж е целях, я в л я е т с я гам м а - к а р о т а ж, п р е д у с м а т р и в а ю щ и й регист р а ц и ю р а д и о а к т и в н о с т и в с к в а ж и н е с по м о щ ь ю опускаемого туда зонда. Р а д и о активность с в я з а н а в основном с глини стой ф р а к ц и е й и глинистыми м и н е р а л а ми, т. е. г а м м а - и з л у ч е н и е будет возрас =S?= т а т ь п р о п о р ц и о н а л ь н о с о д е р ж а н и ю гли нистого компонента в осадочной породе;

к а к у ж е у к а з ы в а л о с ь, его величина обыч но растет с уменьшением р а з м е р а час тиц. И м е н н о на этом основано примене ь^.Линия к Isr глины 1 ние и к а р о т а ж а по естественным потен ц и а л а м, и г а м м а - к а р о т а ж а д л я построе ния г р а н у л о м е т р и ч е с к и х р а з р е з о в. З н а ч е ^T- ния линии песков и опорной линии глин могут быть а н а л о г и ч н ы м о б р а з о м ка либрованы в отношении р а з м е р а ча стиц.

Z К а к и в с л у ч а е к а р о т а ж а по естест венным потенциалам, гамма-каротаж Р И С. 7. Г р а ф и к к а р о т а ж а имеет некоторые ограничения. Его ре по е с т е с т в е н н ы м п о т е н ц и а з у л ь т а т и в н о с т ь зависит от диаметра л а м, и л л ю с т р и р у ю щ и й спо с к в а ж и н ы : слишком низкие з н а ч е н и я мо с о б п о с т р о е н и я л и н и й пес к а и глины. гут быть обусловлены интенсивным за Калибровка песчаных зерен полнением с к в а ж и н ы з а счет о б р у ш е н и я по размерности осуществля лась для интервала, по кото- со стенок о б л о м к о в и осколков породы.

рому получены образцы кер В этом с л у ч а е одновременно с г а м м а - к а на и хороший буровой шлам.

А — интервал, прокалиброван р о т а ж е м проводится кавернометриче ный по керновому материалу ский мониторинг и вводится соответст в у ю щ а я п о п р а в к а. В т о р а я т р у д н о с т ь свя з а н а с присутствием р а д и о а к т и в н ы х минералов, отличных от тех, которые с о д е р ж а т с я в глинах. В частности, присутствие значи тельного количества слюд, г л а у к о н и т а или ц и р к о н а м о ж е т при вести к а н о м а л ь н о высокой р а д и о а к т и в н о с т и песчаника, и на г р а ф и к а х г а м м а - к а р о т а ж а он будет в ы г л я д е т ь к а к тонкозернистый и глинистый.

П р и г а м м а - к а р о т а ж е м о ж н о получить и еще более удивитель ные р е з у л ь т а т ы, н а п р и м е р, в с л у ч а е русел с б а з а л ь н ы м и конгло м е р а т а м и. П р и наличии э к с т р а ф о р м а ц и о н н ы х к о н г л о м е р а т о в ни к а к и х проблем обычно не в о з н и к а е т. К в а р ц е в ы е, к в а р ц и г о в ы е и - другие гальки дают столь ж е низкие значения А Н И *, как и тер ригенные пески. Там же, где дно выполнено интраформационным конгломератом, состоящим из сланцевой гальки, возникает совер шенно иная ситуация. В этом случае на графике г а м м а - к а р о т а ж а укрупнение материала может фиксироваться снизу вверх, хотя в действительности дело обстоит как раз наоборот (рис. 8).

Применение г а м м а - к а р о т а ж а ограничено и при анализе карбо натных фаций. В данном случае с его помощью можно выявить флуктуации в содержании глинистых частиц, что не отразит, од нако, изменений собственно карбонатных зерен.

Несмотря на имеющиеся ограничения оба вида к а р о т а ж а мож но использовать для построения вертикальных гранулометрических разрезов. И, как мы еще покажем, оба метода весьма результа тивны при исследовании подповерхностных осадочных образова ний. Однако слишком решительно утверждать, что отправным пунктом всякого исследования погребенных фаций является исчер пывающий седиментологический каротаж, нельзя. К а р о т а ж н ы й график может быть прокалиброван лишь относительно реальных пород и увязан с соответствующими литологией, структурами и текстурами.

На рис. 9 приведены характерные формы кривых (мотивы), встречающиеся на графиках г а м м а - к а р о т а ж а (слева н а п р а в о ) :

тонкопереслаивающиеся песчаники и сланцы;

песчаниковые тела с постепенным переходом в основании и резкой верхней границей (т. е. профиль с огрублением материала снизу вверх);

однород ное песчаниковое тело с резкими верхним и нижним контактами;

песчаник с резким контактом в основании и постепенным перехо дом вверху (т. е. профиль с измельчением материала снизу вверх).

Хотя и справедливо, что тем или иным обстановкам накопле ния кластогенных осадков свойственны характерные грануломе трические разрезы, ни одной из них не может соответствовать ка кая-то уникальная форма кривой. Одинаковые мотивы отвечают с а м ы м различным обстановкам. Поэтому нельзя интерпретировать графики скважинного к а р о т а ж а изолированно от других имею щихся данных. К а к у ж е отмечалось, достоверные результаты мо гут быть получены лишь в том случае, когда в распоряжении ис следователя имеются керн и палеонтологические данные. При от сутствии этих материалов или при их недостаточной надежности для точной идентификации мотивов каротажных графиков в каче стве вспомогательной информации можно использовать присут ствие глауконита, обломков раковин, слюды и углистого детрита.

Глауконит — минерал сложного состава, относящийся к глини стым и слюдистым минералам;

по существу, это алюмосиликат, в состав которого входят магний, железо и калий. Глауконит за мещает субстрат фекальных пеллетов, заполняет внутренности ра ковин фораминифер и другие мелкие пустоты. Подробное рассмо * Единицы измерения интенсивности гамма-излучения по с т а н д а р т у Амери канского нефтяного института.

3 Згк. 803 Р И С. 8. Г р а н у л о м е т р и ч е с к и й р а з р е з и г р а ф и к и г а м м а - к а р о т а ж а д л я о с а д о ч н о й т о л щ и, х а р а к т е р и з у ю щ е й с я и з м е л ь ч е н и е м м а т е р и а л а в в е р х по р а з р е з у.

Обратите внимание, как наличие интраформационного конгломерата на дне каньона при водит к тому, что по результатам гамма-каротажа получают картину, прямо противопо ложную той, которая есть на самом деле: огрубление материала снизу вверх.

А—Б — экстраформационные конгломераты не обладающие радиоактивностью (гальки кварца, кварцита и т. п.);

В — интраформационный конгломерат, обладающий радиоактив ностью (гальки, сланца) Гамма-излучёние, А Н И 100 О IttIIiiti -Г Gl GI Gl + С Регрессивный Песчаные гряды Подводный Речные или бар приливно-отливной каньон дельтовые зоны рукава Дистальный склон или Проксимальный ложбины поймы склон Р И С. 9. Ч е т ы р е х а р а к т е р н ы х т и п а к р и в ы х ( м о т и в а ) на г р а ф и к а х г а м м а - к а р о т а ж а :

а — тонкопереслаивающиеся песчаники и сланцы;

б — разрез, демонстрирующий f огрубление материала снизу вверх, резкий контакт пес чаник—сланец;

в — однородный песчаник с резким верхним и нижним контактами;

г — толща с постепенным измельчением материала вверх по разрезу от песчаника к сланцу и с резкой подошвой;

Gl — присутствие глауконита и/или обломков раковин;

С — присутствие углистого детрита или слюды.

Сам по себе ни один из этих мотивов нельзя считать диагностическим признаком конкретной обстановки осадконакопления, но в сопостав лении с данными по содержанию глауконита или углистого детрита они могут служить для определения происхождения (условий накоп ления) многих песчаных тел трение генезиса глауконита можно найти в работе [47] и в дру гих исследованиях.

Считается, чго глауконит образуется только в качестве аути генного минерала в самые ранние стадии диагенеза морских осад ков. Постседиментационное преобразование осадков может при вести к концентрации глауконита в мелководных песках и пере носу его в более глубоководные бассейновые осадки. Глауконит весьма легко поддается субаэральному выветриванию и, за ис ключением одного-двух редких случаев, не встречается в ф о р м е переотложенного детритового минерала вторичного цикла. Поэто му присутствие глауконита в песчанике может служить критерием его морского происхождения.

Конечно, само по себе отсутствие глауконита не исключает морской обстановки. Интересно отметить, что глауконитовая фор мация имела широкое распространение на земном шаре в нижнем:

палеозое и в период от юры до палеоцена (см. работу Петтиджо на, Поттера и Сивера, 1972 г.). Глауконит интересен именно тем, что он может быть использован в качестве индикатора морских условий: в палеонтологически немых песчаниках при отсутствии буровых колонок он может быть определен по о б р а з ц а м бурового ш л а м а. В этих случаях безусловно необходима его н а д е ж н а я иден тификация, исключающая путаницу с зеленоцветным, но чешуй чатым хлоритом и зелеными, с восковым блеском, выветрелыми вулканическими зернами.

Фрагменты фоссилий, поддающиеся определению, относят к важейшим индикаторам условий осадконакопления. Одно л и ш ь присутствие определимых обломков раковин в песчаниках м о ж е т рассматриваться как непреложное доказательство морской обста новки. Очевидно, что организмы, выделяющие карбонат кальция, встречаются как в морских, так и неморских обстановках. О д н а к о потенциальная сохранность их скелетных остатков в континенталь ных осадочных породах значительно ниже, чем в морских. О б ъ я с няется это тем, что в континентальных осадках обломки известко вых раковин скорее разрушаются под действием просачивающихся кислых грунтовых вод. В морских ж е осадках ранний диагенез идет в нейтральных или щелочных поровых флюидах, что способ ствует не только сохранению, но и накоплению карбоната каль ция. Большинство геологов, вероятно, согласились с утверждением, что в основном ракушечные песчаники оказываются морскими, а не континентальными образованиями.

Третий в а ж н ы й аутигенный компонент песчаников, который по могает восстанавливать условия их накопления, — углистый де трит. Микроскопические частицы лигнита или угля в небольшом количестве содержатся во многих песчаниках. Их присутствие тра диционно рассматривают как индикатор неморских, или дельто вых, условий накопления. Однако это не всегда отвечает истине:

едва ли можно утверждать, что угли, найденные в карбонатных толщах, в большинстве случаев имеют континентальное происхож дение. Скорее всего их образование связано с морскими водорос Неморские Морские Пески Г л а у к о н и т и/или о б л о м к и Глауконит или о б л о м к и раковин отсутствуют раковин присутствуют \ Барьеры O J ртированш Нет Ни углистого Хорошо Пески Эоловые i Бары детрита, ни морского слюды шельфа о о Мелководье • 4J Аллювиальные Л T т 0C Углистые и/или 5- D Подводные к а н ь о н ы и 1 Озерные слюдистые конусы г5 §а Дельтовые а.

о и Р И С. 10. Д е л е н и е о с а д к о в ( с о г л а с н о у с л о в и я м их н а к о п л е н и я ) на 4 г л а в н ы е г р у п п ы на о с н о в е п р и с у т с т в и я и л и о т с у т с т в и я г л а у к о н и т а и л и у г л и с т о г о д е т р и т а.

Выделяют хорошо сортированные морские пески;

неморские перевеянные пески (,эоловые);

смешанные пески с глауконитом и углистой фракцией, которые могут принадлежать как турбидитам, так и плохо отсортированным неморским пескам лями. Массы разлагающихся морских водорослей, как показывают исследования современных подводных морских каньонов, вниз по которым они транспортируются, смешиваются с глауконитом на шельфе и накапливаются в подводных конусах. Таким образом, присутствие или отсутствие углистого детрита само по себе не мо ж е т служить индикатором морских или неморских условий. По сути дела, это показатель степени турбулентности потока и степе ни перемешивания осадка.

Аналогичную роль в определении условий накопления могут играть и мелкие чешуйки слюды. Обычно избирательная сор тировка и перемещение слюд отвечают обстановка м с высоким энергетическим уровнем, а их накопление приурочено к обстанов кам с низким энергетическим уровнем, характеризующимся быст рым отложением и малой их переработкой. Следовательно, слюди стые пески характерны для внешних склонов дельт, ложбин на поймах (прорывов в прирусловых валах) и для верхних частей турбидитов.

На рис. 10 показано, как в зависимости от присутствия или от сутствия в песчаниках четырех компонентов — глауконита, облом ков раковин, слюдистых частиц и углистого детрита — определить принадлежность осадков к одному из четырех главных типов об становок их накопления.

Образование глауконитовых и/или ракушечных песков, лишен ных углистого детрита, связано с морскими обстановками высо кого энергетического уровня: песчаными барами, подводными от мелями (банками), барьерными островами. Углистые и/или слю дистые пески при отсутствии глауконита и обломков раковин сви детельствуют о дельтовых, аллювиальных или озерных условиях их накопления. Сочетание всех четырех компонентов типично для глубоководья, где вынесенные с шельфа и переотложенные раку шечно-глауконитовые пески смешиваются с чешуйками слюды или гумусовым (водорослевым) субстратом. В «идеальной» ситуации песок без примеси всех перечисленных компонентов мог бы быть эоловым, однако подобные заключения д о л ж н ы восприниматься, если они не подкреплены соответствующими дополнительными до казательствами, с изрядной долей скептицизма. Такого рода вы воды явно поспешны, приличны разве что «ковбоям от геологии»

и никогда не д о л ж н ы рассматриваться изолированно от других.

О д н а к о в сочетании с анализом кривых к а р о т а ж а подобный под ход чрезвычайно эффективен.

На рис. 9 показано, как можно соотнести результаты карота ж а, в данном случае г а м м а - к а р о т а ж а, сами по себе не имеющие диагностической значимости, с теми или иными обстановками осад конакопления, если в распоряжении исследователя имеются дан ные о наличии или отсутствии глауконита или углистого детрита.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

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.