lito_kuznecov

Рис. 5.8. Песчаник мелкозернистый мономинеральный кварцевый с кальцитовым цементом базального типа пойкилитовой структуры.

Зерна изометричные окатанные и полуокатанные. Местами отмечаются! конформные и инкорпорационные контакты зерен. С анализатором. Визе. Волго-Уральская область

вые полтавские пески Украины). Цементация таких пород часто осуществляется за счет нарастания регенерационных кварцевых же каемок на обломочных зернах. Подобная структурная характеристика обусловлена условиями формирования кварцевых песков и песчаников. В большинстве случаев они образуются в результате многократного перемыва и переотложения более древних песчаников. При этом разрушаются и исчезают менее устойчивые минералы, что ведет к; относительному обогащению оставшихся обломков кварцем,j и одновременно зерна последнего хорошо обрабатываются ц сортируются. Тем самым увеличивается минеральная и| структурная зрелость пород. Кварцевые же песчаники, обра-j зовавшиеся при размыве и переотложении полно развитых кор выветривания гранитоидов, обычно содержат каолинито-| вый цемент (нижняя юра Карачаево-Черкессии), а зерна либо слабо окатаны, либо не окатаны вовсе. Мономинеральные кварцевые и олигомиктовые песчаники нередко ассоциируют с глауконитом и фосфоритами.

280

Аркозы, образующиеся при перемыве продуктов разрушения кислых магматических пород, имеют розовый, краснова- то-серый, желтовато-серый и серый цвет и состоят в основном из кварца и полевых шпатов. Обломочные зерна нередко полуокатанные, угловатые, что частично определяется физи-

ческими свойствами полевых шпатов	— наличием спайности
в двух направлениях, а частично тем,	что обломочный мате-

риал, в отличие от предыдущего случая, не претерпел дли- тельного переноса и многократного переотложения.

Цемент аркозовых песчаников достаточно разнообразен — карбонатный, глинистый (гидрослюды, каолинит), часто железистый.

Породы семейства граувакк, как правило, серые и чаще темно-серые, почти до черного, иногда бурые и розовокрасные. Это отражает цвет слагающих их зерен.

В настоящее время по составу выделяются по крайней мере четыре вещественных разновидности граувакк, исходя из

преобладающего состава	обломков: петрокластические	с
преобладанием обломков	магматических пород, лшпокласти-

ческие (лититовые) с преобладанием обломков осадочных (исключая кремнистые) пород, кремнистые, в которых более половины зерен представлены обломками кварцито-кремнис- тых пород и, наконец, полимиктовые, в которых содержание ни одной из этих групп не достигает 50 % (рис. 5.9). Естественно, что при таком разнообразии исходного материала и цвет пород существенно различен, хотя «типичные» граувакки те, которые были описаны как петротип данного семейства — темно-серые. Обломочный материал, как правило, крупнозернистый, плохо отсортирован и плохо окатан. Одним из характерных свойств граувакк является наличие значительного количества глинистого цемента, состоящего из серицита, хлорита, гидрослюд, цеолитов, а также аутигенного кремнезема. Структурные и вещественные характеристики граувакк свидетельствуют о том, что важным источником сноса служили различные горные породы, в том числе эффузивные образования преимущественно основного состава, а перенос обломочного материала был относительно ограничен. Это не способствовало ни его сортировке, ни окатанности.

Описанные три семейства песчано-алевритовых пород четко различной степени «зрелости» обломочного материала отличаются и определенной тектонической позицией их распространения.

Граувакки — это породы наиболее «свежие», в максимальной степени сохраняющие состав исходных материнских

281

Вулканические и

плутонические

породы

Кремнистые	Осадочные и
породы и	метаморфичес-
кварциты	кие породы

Рис. 5.9. Схема минералого-петрографической классификации пород семейства граувакк (по В.Н. !Иванову, 1987)

пород. Они формируются в условиях расчлененного рельефа! в геосинклинальных и горно-складчатых областях. Аркозы| развиты как в горно-складчатых областях на завершающих} стадиях развития, когда обнажаются и размываются гранит-| ные плутоны, так и на платформах. Мономиктовые кварце-j вые песчаники — это наиболее «зрелые», практически только платформенные образования, где только и возможно многократное перемывание и переотложение материала.

Используя современную терминологию тектонических структур и геодинамических режимов, можно говорить, что петрокластические граувакки — это образования океанических комплексов, смешанные группы граувакк связаны с ок- раинно-континентальными комплексами, а аркозы и особенно олигомиктовые и кварцевые песчаники — образования континентальных платформ. Имеются и более тонкие различия, к примеру, несколько различны минеральные ассоциа^ ций активных и пассивных континентальных окраин и т.д. («Систематика и классификация...», 1998).

282

Песчаные и алевритовые породы во многом сходны по своим свойствам, однако разница в размерности (хотя и формальная с граничным размером в 0,1 мм) определяет и некоторые различия. Прежде всего, алевритовые зерна, как правило, не окатанные, угловатые, в отличие от песчаных, которые, напротив, нередко хорошо окатаны, что, как отмечалось ранее, обусловлено разным способом транспортировки зерен разного размера. При волочении по дну зерна песчаной размерности очень часто соприкасаются, сталкиваются друг с другом, обрабатывают друг друга, что ведет к их окатыванию, в то время как мелкие алевритовые зерна транспортируются во взвеси, т.е. практически не соударяются и, как следствие, не окатываются.

Второе отличие заключается в вещественном составе. Полимиктовые алевриты — весьма редкая разновидность. Преобладающими являются алевролиты кварцевые и олигомиктовые. Это связано с тем, что дробление зерен при выветривании и переносе ведет к более быстрому уничтожению неустойчивых обломков, и сохраняются устойчивые — кварц и в меньшей степени калиевые полевые шпаты.

Наконец, третьей особенностью является обычно повышенная глинистость и наличие переходов к алевритовым и алевритистым глинам. Более того, кроме пластов и значительных по мощности прослоев алевролитов существуют очень мощные толщи глинисто-алевролитовых пород, где последние образуют тонкие, неправильные прослойки и линзочки.

Песчано-алевритовые породы по своей природе полифациальны, т.е. образуются в очень широком диапазоне как наземных, так и водных обстановок. Пласты и линзы песчаных и алевритовых пород встречаются в наземных конусах выноса — пролювиально-делювиальных отложениях, как эоловые образования пустынь и прибрежных дюн, в флювиогляциальных, речных и озерных отложениях. В морях и океанах они распространены от прибрежного пляжа и устьев рек (дельт) через шельфовые зоны до подножья континентального склона, куда большое количество материала выносится турбидитными потоками. По-видимому, основная масса песчаноалевритовых пород формируется в мелководно-морских условиях, где они слагают нередко многосотметровые толщи относительно хорошо отсортированных песчаников очень широкого площадного распространения (рис. 5.10). Именно эти отложения являются основными терригенными коллекторами нефти и газа. Значительные, но пока не учтенные количест-

283

Рис. 5.10. Обнажение меловых песчаников. Узбекистан. Северная Фергана

венно массы песчаников и алевролитов существуют в склоновых турбидитных отложениях континентальных склонов — флише геосинклинальных зон. Их продуктивность также доказана в ряде регионов мира. Говоря о песчано-алевролито- вых породах как резервуарах нефти и газа, нельзя не отметить значительную продуктивность дельтовых и частично аллювиальных отложений.

Как и с петрографической характеристикой, песчаники и алевролиты имеют много общего по обстановкам образования, однако для алевролитов имеются и свои особые области образования и соответственно специфические толщи. Прежде всего это такое своеобразное образование, как лёсс — мощные высокопористые эоловые отложения областей аридного и семиаридного климата, которые идентифицированы ныне и в древних дочетвертичных отложениях (но уже значительно уплотненные).

Вторая область преимущественного, по сравнению с песчаниками, распространения алевритовых пород — это мощные «сланцевые» толщи древних континентальных окраин («черносланцевые формации начальных этапов развития геосинклиналей»). Здесь они образуют отдельные слои, но чаще, как отмечалось выше, — неправильные прослойки, линзочки небольшой мощности. Учитывая огромные мощности таких

284

отложений, суммарный объем алевролитов, а тем более алевритового материала в таких толщах в целом весьма велик.

Наконец, видимо, значительные массы алевритового материала сосредоточены в контуритах у подножий континентальных склонов в зонах контурных течений — придонных течений, двигающихся примерно по одной изобате — «контуру», которые намывают мощные и протяженные аккумулятивные формы.

Обобщая сказанное, можно говорить о геологических формах нахождения песчано-алевритовых пород. Это отложения широкого площадного распространения и нередко большой мощности (эоловые и мелководно-морские отложения), полосообразные в плане и линзовидные в сечении образования с вогнутым вниз основанием (флювиогляциальные и аллювиальные) или, напротив, с выгнутой вверх кровлей (различные бары), веерообразно ветвящиеся полосовидные накопления речных дельт, пласты в мощных толщах значительной протяженности, но относительно ограниченных по ширине, на континентальных склонах и их подножьях.

5.2.3. ЭДА.ФОГЕННЫЕ ОБЛОМОЧНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Как указывалось в разделе 5.1.1, кластические образования представлены двумя типами — терригенными, обломочный материал которых образовался на суше, и эдафогенными, материал которых состоит из продуктов подводного разрушения коренных пород дна морей и океанов (Мурдмаа, 1987).

Выделение этой группы и отдельное описание в специальном разделе, как это сделано в данном случае, строго говоря, нарушает общий принцип, так как это тоже обломочные отложения различного гранулометрического спектра, правда, пока не литифицированные. Однако они принципиально отличаются от большинства терригенных отложений по минеральному составу, фациальным условиям и процессам образования, а главное — по отсутствию какой-либо связи с размывом суши. Поэтому они выделены и кратко описаны в отдельном разделе, хотя, повторим, выделены они не по чисто петрографическому признаку, а по месту и условиям образования.

Источником эдафогенного материала служат срединноокеанические хребты, а также другие внутриокеанические поднятия. Этот материал накапливается на склонах хребтов и в глубоководных желобах.

285

Среди эдафогенных отложений присутствуют грубообломочные разности (глыбовые накопления, щебень, дресва), песчано-алевритовые и алевро-пелитовые осадки. Обломочный материал обычно совершенно не окатанный, а по мине- рально-петрографическому составу он практически идентичен коренным породам дна. В современных океанах эдафогенные отложения сложены продуктами разрушения основных и ультраосновных пород и их метаморфизованных разностей — базальтов и матабазальтов, диабазов, габброидов, гипербазитов и серпентинитов, т.е. близки по составу офиолитовым ассоциациям.

В грубообломочных осадках преобладают обломки соот-

ветствующих пород, в	песчано-алевритовых	—	минера-
лы группы серпентина,	плагиоклазов, хлорита,	моноклин-
ного пироксена, актинолита — тремолита, эпидота,			жильный

кварц.

В настоящее время эдафогенные отложения известны в пределах современных океанов, хотя возраст этих осадков не только четвертичный, но и более древний. В пределах континентов достоверных эдафогенных образований пока не выявлено, но возможно, что обнаружение древней океанической коры и связанного с ней меланжа в пределах горноскладчатых областей позволит идентифицировать обломочные образования этого комплекса как эдафогенные. Ими могут оказаться некоторые олистостромы и граувакки.

5.2.4. ВУЛКАНОГЕННО-ОБЛОМОЧНЫЕ ПОРОДЫ

Несколько своеобразную группу обломочных пород представляют пирокластические, или вулкано-класти- ческие (вулканогенно-обломочные) породы. В отличие от обычных «нормальных» осадочных пород, образование материала которых происходит в экзогенных условиях, обломочный материал этих пород имеет эндогенное происхождение и формируется в результате эруптивной деятельности. Но по месту и механизмам формирования — это нормальные осадочные образования. Строго говоря, твердый вулканический материал поступает во все области осадконакопления и смешивается с любыми по составу и происхождению осадками, т.е. формируются разнообразные вулканогенно-осадочные породы, но наиболее распространенными являются породы вулканогенно-обломочные. Современная достаточно полная характеристика этих пород дана в неоднократно упоминавшейся сводке «Систематика и классификация...» (1998).

286

Первые классификации подобных отложений были пред- ложены в первой трети XX в., и с некоторыми модифика- циями они в общем используются и в настоящее время.

Обычно первое подразделение проводится на основе количественных соотношений вулканического и «нормально» осадочного материала. По этому признаку выделяются туфы, в которых содержание чисто вулканического материала со- ставляет 90 % и более (рыхлые несцементированные породы называются пеплом). При содержании вулканического материала в пределах 50 — 90 % породы называются туффитами, и, наконец, породы, в которых этого материала от 10 до 50 %, — туфогенными.

В зависимости от размеров обломочного и вулканического материала, как и в обычных обломочных породах, выделяются туфогенные (туффитовые) алевролиты, песчаники, гравелиты. Породы с очень крупными обломками (более 10 см, но иногда и 3 — 5 см) называются агломератами.

В зависимости от характера вулканических продуктов вы- деляют витрокластические туфы (туффиты), если вулканический материал представлен в основном обломками вулканического стекла, туфы (туффиты) кристаллокластические, если это кристаллы минералов или их фрагменты, и туфы (туффиты) литокластические, если это обломки вулканических пород.

Вулканогенно-осадочные, в том числе вулканогеннообломочные породы относительно редки в объеме стратисферы, и тем более они редки в разрезах нефтегазоносных бассейнов. Вместе с тем в ряде случаев они могут быть даже коллекторами нефти и газа. С такими породами, например, связаны некоторые газовые залежи триаса Вилюйской синеклизы Сибирской платформы.

5.3. МЕХАНИЗМЫ И ОБСТАНОВКИ ОБРАЗОВАНИЯ ОБЛОМОЧНЫХ ПОРОД

При описании отдельных групп пород в той или иной степени отмечались обстановки их образования, поэтому в данном разделе суммируются некоторые общие положения. Напомним, что в целом можно говорить о практически глобальном распространении обломочных пород во всех географических зонах Земли как на континентах, так и в Мировом океане. Это, естественно, определяет и многообразие обстановок их накопления.

287

Источником обломочного материала является вулканизм, коры выветривания на суше (особенно зоны механического разрушения, дезинтеграции коренных пород любого происхождения — магматических, метаморфических, более древних осадочных), поставляющие терригенный материал, приподнятые участки морского дна, являющиеся источником эдафогенного материала.

Транспортировка обломочного материала к местам осаждения осуществляется в форме оползней, обвалов и всеми известными агентами переноса — водой, ветром (атмосферой), льдом, организмами. Подавляющая часть его переносится водами. Так, по данным А.П. Лисицина, ежегодно в Мировой океан реками выносится 18,53 млрд τ обломочного материала. Абразия берегов, т.е., по сути дела, вовлечение этого вещества в осадочный процесс водами, добавляет еще примерно 0,5 млрд т. Ледовый и эоловый перенос доставляют в Мировой океан еще соответственно 1,5 и 1,6 млрд т/год обломочного материала. В морях и океанах его транспортировка осуществляется, естественно, только водой. Весьма значительные массы обломочного вещества транспортируются всеми этими агентами на суше. В этих условиях, особенно в аридной климатической зоне, относительно возрастает зна,- чение эолового переноса. В высокогорных районах, а в пер риоды глобальных оледенений и на равнинах, резко увеличивается роль транспортировки материала льдом. Перенос обломочного материала организмами существует, но количественная роль его крайне мала.

При водной транспортировке крупные обломки переносятся волочением по дну, средние — сальтацией, т.е. попеременно то волочением, то во взвеси, мелкие — во взвеси. Ясно, что понятия крупные, средние и мелкие — весьма условны, так как отнесение их к той или иной группе зависит от скорости течения, от энергии транспортирующей среды. Как уже указывалось, в любом случае более крупные обломки при прочих равных условиях бывают лучше оката,- ны, а мелкие — хуже. В связи с этим алевритовые частицы, которые обычно переносятся во взвеси, как правило, не ока-

таны.	I
Механический	способ переноса определяет, по сути дела^,

и способ осаждения, который связан со снижением энерги^ транспортирующей среды или, в более простой форме, — с уменьшением скорости течения воды и силы ветра. Это положение несколько видоизменяется для ледового переноса: лед просто тает, и переносимый им материал осаждается —

288

сТаеТСЯ на месте таяния, или вовлекается в дальнейший пе- 0QiiOC флювиогляциальными потоками.

^обстановки, где формируются обломочные отложения, су-

^по глобальности нахождения последних, также весьма Многообразны и охватывают практически всю поверхность земного шара. Это субаэральные склоны гор и вообще всех

неровностей наземного рельефа, где формируются обвальнооползневые отложения, озера, реки, пустыни и прочие области континентов. Громадные массы обломочного материала накапливаются в дельтах и выносятся в Мировой океан — конечные водоемы стока. Здесь он распределяется и осаждается на шельфах, континентальных склонах и их подножиях

в виде подводных конусов выноса, в глубоководных желобах.
Эдафогенный, собственно океанический обломочный матери-
ал	скапливается на склонах срединно-океаничеких хребтов
и	APYf h x поднятий. Единственной зоной, где подобные отло-
ясения не формируются, по-видимому, являются удаленные
от	внутриокеанических поднятий участки абиссальных рав-

нин. Обломочный материал за счет вулканизма и эолового переноса сюда тоже поступает, но собственных пород не образует, а является лишь факультативной примесью в основных отложениях этих обстановок — глубоководных глинах, планктоногенных карбонатных и кремнистых осадках и породах.

5.4. НЕКОТОРЫЕ ЧЕРТЫ ЭВОЛЮЦИИ ОБЛОМОЧНОГО ПОРОДООБРАЗОВАНИЯ В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ

Относительная простота механизмов образования — отложение материала при снижении энергии транспортирующей среды — и широчайшее распространение обломочных отложений в самых разных обстановках, присутствие их в отложениях всех возрастов, казалось бы, должны были обусловить постоянство самих обломочных пород во времени, отсутствие эволюции обломочного породообразования. Однако черты эволюции в образовании этой группы пород все же установлены и обусловлены они общей эволюцией геологических процессов в истории Земли.

Прежде всего было установлено, что средний размер обломков (галек) в разновозрастных конгломератах не одинаков и направленно увеличивается со временем. Другими словами,

289