05.04.2021

Принципы выделения геологических формаций


Как известно, в учении о формациях, зародившемся еще в начале XIX в., наметилось несколько самостоятельных подходов к их выделению и характеристике. Наиболее существенно различаются генетический и парагенетический подходы. Для первого характерно выделение формации как группы, ассоциации, сообщества генетически взаимосвязанных друг с другом пород или руд. Соответственно в определениях формаций в этом случае фигурируют такие термины, как «генетическое родство», «комагматичность», «образование одной стадии» или «этапа формирования», «тектонического цикла» и т. д. Использование при генетическом подходе не первичных фактических данных. а вторичных и в силу этого субъективных генетических понятий представляет значительное неудобство и затрудняет разработку естественнонаучной классификации геологических формаций.

Для второго — парагенетического — подхода характерно определение формаций как парагенетически устойчивых ассоциаций, сообществ пород и руд, т. е. по принципу сонахождения пород в геологических телах. Н.С. Шатский, наиболее кратко и четко сформулировавший основные положения современного понимания геологических формаций, писал: «Формация — естественные комплексы, сообщества или ассоциации горных пород, отдельные части которых (породы, слои, отложения) тесно парагенетически связаны друг с другом, как в возрастном (переслаивание, последовательности), так и в пространственном отношении (фациальные смены и др.)». И далее: «Если минералы — парагенезы элементов, горные породы — парагенезы минералов, то геологические формации — парагенезы горных пород».

Развивая представления о парагенезах В.И. Вернадского, Н.С. Шатского, Н.М. Хераскова, в публикациях 1965—1975 гг. В.И. Драгунов, В.И. Васильев, И.В. Круть, Ю.А. Косыгин, Д.В. Рундквист, Э.И. Kyтырев и другие обосновали возможность выделения геологических объектов различных уровней организации по единому «иерархическому» структурно-вещественному принципу. Предложено выделять ряд различных но степени сложности «уровней организации»: химический элемент — минерал — порода — формация — «комплекс» — «слой» (гранитный, осадочный и т. д.) — «сфера» (литосфера, мантия, ядро) — Земля. Наиболее четко индивидуализированными объектами, обладающими определенными свойствами, структурой, являются начальные члены этого «иерархического» ряда, т. е. химический элемент и минерал. По мере перехода от этих основополагающих, «фундаментальных» уровней к промежуточным звеньям как при последовательном «укрупнении» объектов (химический элемент —> минерал —> порода —> формация —> комплекс), так и при выделении все более дробных «элементов» строения Земли (сфера —> слой —> комплекс) четкость индивидуализации объектов исчезает, возникают неоднозначные варианты группировки пород в формации и формаций в комплексы.

Геологическая формация с позиций структурно-вещественного подхода — лишь один из «иерархических» уровней природных геологических объектов, выделяемых по принципу вещество + структура связи. Геологическая формация в таком понимании — это закономерное сообщество горных пород (минеральных парагенезисов, в частном случае руд) связанных общей структурой. Под «структурой» здесь понимается закономерное (ритмичное, зональное) взаимное расположение пород, руд с устойчивыми их взаимоотношениями (напластования, пересечения и т. д.). Структура формации в этом смысле отражает устойчивые пространственно- в ременные соотношения слагающих формацию «элементов» — пород, руд.

Для формаций осадочных, вулканических и кор выветривания, залегающих преимущественно пластообразно, главной структурной характеристикой является ритмичность — закономерное упорядоченное расположение пород в разрезе. Для большинства интрузивных, гидротермально-метасоматических, метаморфических формаций наиболее характерным элементом структуры является зональность — закономерное упорядоченное расположение слагающих их пород (руд) в плане и по вертикали.

Исходя из сказанного, при определении формаций среди различных их характеристик могут быть выделены главные («конституционные»), определяющие вид формации и дополнительные. К «конституционным» относятся вещественный состав, «набор» характерных пород (руд) с учетом их количественных соотношений и структура — ритмичность, зональность. Дополнительные характеристики, такие как морфология тел, некоторые особенности внутреннего строения (степень дислокации, трещиноватость и т. д.), детали минерального состава, петрохимии, определяют специфические черты проявления различных формаций. Эти характеристики имеют важное значение при диагностике и описании конкретных геологических образований — пластов, массивов и т. д., сложенных теми или иными формациями.

Одной из важнейших природных закономерностей является широкое распространение постепенных взаимных переходов между формациями, позволяющих увязывать их, намечать между ними «изоморфные» ряды, подобно изоморфным рядам минералов. Соответственно при реальном выделении формаций часто возникают определенные затруднения при отнесении к формациям промежуточных разностей. Например, между кремнисто-спилит-диабазовой и спилит-кератофировой, между карбонатной и терригенной флишевой, между аргиллизитовой гидротермально-метасоматической и вторичнокварцитовой и т. д.

Установление таких «изоморфных» рядов, отражающих постепенные изменения в составе и количественных соотношениях отдельных слагающих формаций пород, при сохранении общей структуры формации имеет существенное значение для целей прогнозирования месторождений, так как позволяет полнее и проще отразить реально наблюдаемые в природе соотношения пород и руд. Промежуточные члены «изоморфных» рядов обладают, как правило, и «промежуточным» по составу сопутствующим оруденением. Укажем, например, на закономерное изменение состава руд в ряду от типичных апатит-железо-титановых месторождений (Косвинский Камень, Качканарское) через ванадий-железо-титановые (Первоуральское) к медно-железорудным (Волковское). Постепенные изменения в составе руд указанных уральских месторождений отчетливо корродируются, как показали исследования К. Д. Тимохова и других, с изменением в составе главных сопутствующих минеральных парагенезисов от перидотитов и пироксеновых оливинитов с рудами апатит-титаномагпетитовыми к горнблендитам и пироксенитам, содержащим титан-железо-ванадиевую минерализацию, и далее к габброидам оливиновым, гиперстеновым, пироксеновым, биотитовым с железо-ванадий-хромовой минерализацией. В данном случае, как и во многих других, представляется возможным говорить об «изоморфном» ряде геологических и рудных формаций и соответственно выделять в качестве самостоятельных видов формаций крайние члены, а остальные рассматривать как промежуточные.

Промежуточные но составу геологические образования могут возникать как между родственными формациями, однотипными по условиям образования (осадочными, интрузивными, вулканическими, метаморфическими), так и между различными по генезису. Например, в пределах единого бассейна осадконакопления и проявления вулканизма постоянно фиксируются переходы по латерали и вертикали между осадочными и вулканическими формациями; в районах проявления активной магматической деятельности — между вулканическими и интрузивными; в зонах выветривания и местного переноса материала — между корами выветривания и нормального осадконакопления и т. д. (рис. 1).
Принципы выделения геологических формаций

Наряду с широким развитием промежуточных по составу геологических формаций в пределах практически непрерывных «изоморфных» рядов в природе очень часто наблюдаются случаи пространственного совмещения резко различных по времени и условиям образования, составу и строению формаций. Наиболее типичны случаи совмещения формаций при развитии процессов гидротермального метасоматизма, метаморфизма, корообразования. При неполном замещении исходных пород породами-новообразованиями в едином геологическом теле сосуществуют две различные формации: первичная со своим набором пород и структурой их связи, сохраняющаяся в виде реликтов, и вторичная, более поздняя, создающая свою ассоциацию пород с новой структурой их связи. Например, зональные коры выветривания, развивающиеся среди резко различных пород, или гидротермальные метасоматиты, образующие широкие поля измененных пород, выходящие далеко за пределы родоначальных интрузий и охватывающие все многообразие пород вне зависимости от времени и условий их образования. Эта особая роль вторичных формаций, метасоматических по способу образования (кор выветривания, гидротермально-метасоматических, метаморфических), значительно затрудняет анализ связей рудоносности с геологическими формациями. На рис. 2 густо заштрихованные поля соответствуют случаю развития вторичных формаций при отсутствии реликтов, редко заштрихованные отражают совмещение формаций.

Важно подчеркнуть необходимость выделения в таком же ранге, как осадочные, вулканические, интрузивные формации, группы гидротермально-метасоматических формаций. Как показано в работах Д.С. Коржинского, Н.И. Наковника, В.А. Жарикова, Ю.В. Казицына, М.М. Василевского. В.А. Рудника. Б.А. Омельяненко и других, процессы гидротермального метасоматизма в истории формирования земной коры имеют не меньшее значение, чем процессы осадконакопления, метаморфизма, магматизма. Возникающие в итоге преобразований первичных пород гидротермально-метасоматические образования представляют собой закономерный набор различных пород, связанных общей структурой — зональностью. По интенсивности проявления и составу выделяются внутренние, промежуточные и внешние зоны, распространяющиеся на многие десятки и сотни квадратных километров. Работами Е.В. Плющева, Ф.Л. Думлера, В.Г. Боголепова и других доказана возможность картирования метасоматических пород, в том числе их внешних зон, при геологической съемке масштаба 1 : 200 000 и 1 : 50 000.

Среди других геологических формаций гидротермально-метасоматические занимают вместе с тем особое положение в связи с тесной пространственной и генетической связью с ними разнообразных типов эндогенных месторождений рудных и неметаллических полезных ископаемых.

Гидротермально-метасоматические формации включают в себя в качестве основной части наряду с метасоматическими породами рудные и без рудные жилы и прожилки. Минеральный состав жил и прожилков, возникших как путем выполнения пустот, так и в результате избирательного метасоматического замещения вмещающих пород, даек, характерен и в общем случае всегда, как известно, близок к составу внутренних зон метасоматитов. В связи с этим, определяя гидротермально-метасоматическую формацию как скарновую, фельдшпатолитовую, грейзеновую и др., мы вместе с тем характеризуем и наиболее типичные черты минерального состава рудоносных жил и прожилков. В первом случае это гранат-пироксеновые, скаполитовые, плагиоклазовые, во втором — кварц-полевошпатовые, полевошпатово-слюдистые и т. д.

В табл. 2 сопоставлены характерные, минеральные парагенезисы метасоматических пород и жил, прожилков, рудных залежей для главнейших гидротермально-метасоматических формаций, названия которых используются в настоящей книге.







Яндекс.Метрика