4.Б) Тектонический метод в стратиграфии (диастрофические) методы

В первой четверти XX в. широко распространились представления Чемберлина и Штилле о всесветном и кратковременном проявлении фаз орогенеза и возможности ис­пользования так называемого канона орогенических фаз Штилле применительно к стратиграфии. Многие геологи увидели в орогенических фазах лучший критерий для стратиграфического расчленения и корреляции, поскольку и условия осадконакопления, и развитие орга­нического мира в конечном счете являются производными диа­строфизма.

Отдельные фазы орогенеза оказываются обычно территори­ально ограниченными и приурочены к отдельным гео­синклинальным областям или даже зонам внутри геосинклинальных областей. При этом в пределах отдельных орогенических зон степень интенсивности проявления фазы складчатости мо­жет быть различной. Поэтому надежды, которые возлагались на использование диастрофических фаз как универсального метода в стратиграфии, заменяю­щего палеонтологический, не оправдались. Несомненно, проявления ороге­неза могут быть с успехом использованы для уста­новления границ местных и региональных стратиграфических подразделений, но малопригодны для целей межрегиональной, а тем более планетарной корреляции.

Другое направление использования гео­тектоники для целей стратиграфии делает главный упор не на складчатую, а на колебательную (эпейрогеническую) форму диастрофизма, проявляющуюся в виде морских трансгрессий и регрессий. Это направление берет начало от высказанных Зюссом в конце 19 века представлений о чередо­вании периодов общих погружений и поднятий континентов.

Позднее было доказано, что в истории Земли действительно имели место всеобщие трансгрессии и ре­грессии, обусловленные эвстатическими колебаниями уровня Мирового океана. Но большинство трансгрес­сий и регрессий обусловлено относительными поднятиями или опусканиями отдельных континентальных массивов или их частей, то есть трансгрессии и регрес­сии в большинстве своем являются местными, не имеющими универсального значения.

Независимо от причин, вызывавших трансгрессии и регрес­сии, последние фиксируются в разрезе осадочных толщ в виде перерывов морского осадконакопления. Эти перерывы, таким об­разом, являются естественными рубежами, удобными для привязки к ним границ региональных стратиграфических подразделений.

Таким образом, пере­рывы в осадконакоплении и обусловленные ими несогласия вызываются колебательными и складкообразовательными движениями. Поэтому анализ переры­вов подразумевает и установление формы про­явления диастрофизма.

Грэбо разра­ботал новую стратиграфическую шкалу палеозоя. В качестве границы между выделенными им системами принимался уровень, соответствующий началу новой трансгрессии. Каждая система дели­лась на два отдела: нижний соответствовал трансгрес­сии, а верхний — регрессии. Таким образом, каждая система соответствовала одной пульсации, что привело к разукрупнению традиционных систем палеозоя.

Попытка пере­стройки общей стратиграфической шкалы на базе пульсационной гипотезы явилась прообразом получившего широкое рас­пространение в стратиграфии метода циклического анализа. Последний, по существу, должен рассматриваться как один из вариантов тектоностратиграфических методов, с одной стороны, а также как сопряженный с ритмостратиграфическими методами — с другой.

Главной проблемой использования явлений диастрофизма для стратиграфии является отсутствие доказательств глобальной синхронности тектонических этапов развития земной коры. Отсюда следует, что придавать глобальное значение частным проявлениям тектонических движений, напри­мер, угловым несогласиям, было бы преждевременно.

Таким образом, главной сферой использо­вания тектоностратиграфических методов применительно к фанерозою явля­ется разработка региональных стратиграфических схем, где эти методы в сочетании с литолого-стратиграфическими и под конт­ролем палеонтологического дают весьма ценные результаты.

В соответствии с принципом неполноты геологической летописи значительная часть геологического вре­мени не отражена в разрезах осадочных толщ отдельных уча­стков земной коры, а приходится на перерывы. Перерывы, а также фиксирующие их несогласия, представляют огромный интерес для стратиграфа. Интерес этот обуславливается не только возможностью использования поверхностей не­согласия в качестве естественных границ стратиграфических подразделений или маркирующих уровней внутри последних. Интересна и сама интерпретации несогласия, выяснение обус­ловивших его факторов и длительности соответствующего ему пе­рерыва в осадконакоплении.

Несогла­сие или несогласное залегание, согласно определению в «Геологическом словаре», характеризует пространственные и исторические соотношения разновозрастных, преимущественно слоистых отложений. При несогласии молодые отложения отделяются от более древних поверхностью размыва или перерыва в осадконакопле­нии. Несогласие возникает в том случае, если под воздействием тектонических движений участок земной коры сначала выво­дится из зоны осадкообразования и может подвергаться про­цессам денудации, а затем опускается и на нем отлагаются бо­лее молодые осадки. Несогласия могут возникать и без участия тектонических движений, например, при размывании осадков придонными течениями, в результате подводных оползней и других причин.

Под перерывом в осадконакоплении понимается интервал времени, в течение которого на том или ином участке земной поверхности осадки не накапливались. Продолжительность пе­рерывов колеблется от краткого промежутка между двумя процессами, происходящими без существенного изменения общего режима в области осадконакопления, до больших отрезков вре­мени, вплоть до нескольких геологических периодов, соответст­вующих этапам крупных региональных поднятий. Перерывы мо­гут сопровождаться размывом ранее образовавшихся осадков или даже толщ осадочных пород, что приводит иногда к значи­тельному пробелу геологической летописи. В других случаях перерывы, особенно кратковременные, не сопровождаются размывом, а представляют собой лишь паузу в накоплении осадков.

В морском осадконакоплении перерывы могут возникать с осушением площади (континентальные или субаэральные) и без осушения (субаквальные). Реже (или труднее) фиксируются перерывы между континентальными отложениями, напри­мер между двумя угленосными или красноцветными толщами.

Из приведенных определений несогласия и перерыва видно, что эти понятия сопряженные и нередко в геологической лите­ратуре используются как синонимы. Правильнее, однако, эти понятия разграничить и помнить, что термин «несогласие» или «несогласное залегание» выражает структурное соотношение слоев, а термин «перерыв» относится ко времени формирования несогласия. То есть, термин «перерыв» характеризует процесс, действие, а «несогласие» — возникающие в результате этого процесса взаимоотношения слоев.

Необходимо различать перерывы в зависимости от их масштаба. Так, наиболее крупные перерывы и несогласия нередко обозначают как «стратиграфические». Под «стратиграфическим перерывом (несогласием)» принято понимать нарушение стратиграфиче­ской последовательности в напластовании осадочных или вул­каногенных толщ, обусловленное выпадением из разреза ком­плекса слоев яруса, отдела или даже системы в каком-либо ре­гионе, в результате чего более молодые отложения отделяются поверхностью размыва от подстилающих более древних отло­жений.

Почти все другие виды пе­рерывов и несогласий представляют собой различные проявле­ния стратиграфического несогласия, за исключением «мелких» перерывов типа диастем. «Диастема — это небольшой перерыв, в течение которого не происходило отложения осадков или имело место взмучивание и перемещение отложившегося материала». От истинных перерывов и несогласий следует отличать «внутриформационное несогласие (перерыв)», под которым понимают угловое несогласие, возникающее в сериях косослоистых пород. По существу, это «ложное угловое несогласие», принципиально отличное от настоящих несогласий и перерывов. Нередко термин «внутриформационный перерыв» употребляется в геологической литературе для обозначения мелких настоящих перерывов, что совершенно неправильно.

Существует ряд признаков, свидетельствующих о перерывах в осадконакоплении. Главными признаками nepepывов в морском осадконакоплении являются: 1) угловое несогласие с подстилающими породами; 2) поверхность размыва, обычно неровная, волнистая, срезающая нижележащие отложения на различную глубину; 3) коры выветривания 4) признаки карстообразования и выветривания в отдельных горизонтах глинистых и песчаных пород; 5) поверхности напластования с трещинами усыхания и брекчии; 6) прослои nopoд со следами автохтонной корневой системы растений, ископаемые почвы; 8) прослои галек и конгломератов; 9) палеодолины и аллювиальные песчаные породы; 10) породы эолового происхождения; 11) ледниковые отложения; 12) резкая смены фауны, не обусловленная сменой фаций на данном участке.

Не всегда эти признаки, взятые в отдельности, однозначно свидетельствуют о наличии перерыва. Так, угловые несогласия могут быть связаны и с конседиментационными структурами. Небольшие размывы вызываются иногда подводными морскими течениями, а прослои галек и конгломератов могут иметь как континентальное, так и морское происхождение. Поэтому для установления перерыва желательно обосно­вывать его не одним, а совокупностью нескольких перечисленных признаков.

Особые трудности вызывает установление скрытых несогласий, широко распространеных и нередко маскирующих выпадение из разреза больших стратиграфических интервалов. Так, в одном из районов подмосковья установлено залегание угленосных от­ложений средней юры на угленосных отложениях нижнего кар­бона. Никаких следов этого огромного перерыва по литологическим признакам не было обнаружено, и разный возраст двух угленосных толщ был выявлен только по данным спорово-пыльцевого анализа.

Интересно, что некоторые стратиграфические уровни харак­теризуются особенно широким распространением скрытых не­согласий. Это относится к границе перми и триаса, которая во всем мире характеризуется перерывом, замаскированным скрытым несогласием.

Некоторые исследователи считают, что скрытые несогласия свя­заны «с обратным типом ритмичности, при котором трансгрес­сивная часть ритма представлена наиболее тонкозернистыми осадками».

Подытоживая сказанное о тектоностратиграфическом методе, отметим следующее.

1. Тектоностратиграфические методы имеют ведущее значе­ние для стратиграфии докембрийских (криптозойских) отложе­ний. Установление местных подразделений докембрия высо­кого ранга — серий — базируется на тектоническом подходе, т. е. на выявлении несогласий, которые отражают проявления тектони­ческих движений и интрузивного магматизма, имевших место между этапами формирования супракрустальных толщ.

Не вполне ясен вопрос о степени надежности использования тек­тоностратиграфических методов для межрегиональной корреляции и периодизации докембрийских толщ. Диастрофические циклы в докембрии являются достаточно четкими рубежами, разделяю­щими крупные естественные этапы геологической истории до­кембрия. Это дает основание утверждать, что тектониче­ский принцип стратиграфического расчленения докембрийских образований является надежным и обоснованным в методиче­ском отношении.

Однако глобальность тектоно-плутонических циклов докембрия не следует представлять упрощенно, предпо­лагая, что везде и всегда границами крупных подразделений до­кембрия служат только угловые несогласия и перерывы. Нельзя думать, что в результате диастрофизма могла быть осушена вся земная поверхность. В действительности на отдельных участ­ках происходило погружение дна бассейна, и в них могла про­должаться седиментация. В таких районах разрезы будут не­прерывными. Однако и в таких непрерывных разрезах следы проявления тектонических движений могут быть запечатлены в виде смены типов осадконакопления. Поэтому глобальность тектоно-плутонических цик­лов докембрия заключается в том, что они проявляются в об­щих чертах одновременно на всей земной поверхности, но имеют при этом на отдельных ее участках разное выражение и разную интенсивность.

Несмотря на эту оговорку, несогласия, разделяющие крупные подразделения (группы) докембрия, прослеживаются на огромных про­странствах, охватывающих иногда целые материки. Это явля­ется следствием большой длительности диастрофических цик­лов докембрия и суммирования отдельных тектонических фаз этих циклов, которые проявляются локально, в виде единого «почти глобального» несогласия.

При этом на границе крупных подразделений до­кембрия отмечается обычно только одно угловое несогласие. Это отли­чает разрезы докембрийских отложений от фанерозойских, в ко­торых, как правило, фиксируется несколько несогласий, отве­чающих отдельным фазам одного диастрофического цикла.

Диастрофические циклы докембрия, несмотря на большую их длительность, устанавливаемую радиометрическими мето­дами, можно использовать в качестве границ крупных страти­графических подразделений, учитывая огромную продолжитель­ность соответствующих им этапов эволюционного, относительно спокойного развития.

2. Для фанерозоя тектоностратиграфические методы утрачи­вают ту ведущую роль, которую они играют в стратиграфии до­кембрия. Это обусловлено рядом обстоятельств. Прежде всего, как свидетельствуют данные абсолютной геохронологии, общий для всего земного шара ритм тектонических движений в фанерозое становится сильно учащенным по сравнению с докембрием и осложняется многочисленными дополнительными диастрофическими импульсами. Это существенно усложняет использова­ние тектонических методов для стратиграфии фанерозоя. Тек­тонические движения, даже крупного масштаба, проявляются не повсеместно и не представляют собой кратковременных эпизо­дов, а растянуты во времени. Это ограничивает возможность надежного использования тектоностратиграфических методов для отдаленной межрегиональной и тем более глобальной корреляции.

В то же время тектоностратиграфические методы для огра­ниченных территорий дают возможность устанавливать границы стратиграфических подразделений с большой точностью, иногда даже превышающей точность границ, проводимых на основе биостратиграфических данных. Однако установление самих стратиграфических подразделений и их геологического возра­ста не может быть осуществлено только на основе диастрофизма и требует обязательного использования литолого-стратиграфического и палеонтологического методов. За палеонтологическим в этих случаях сохраняется роль контролирующего метода.

Совпадение объема и границ стратиграфических подразделений, устанавливаемых на основании палеонтологического и тектоностратиграфического методов, находит объяснение в сопряженности процессов развития зем­ной коры и органического мира. Так, тектонические движения, обус­лавливая изменение физико-географических условий, оказывают влияние и на раз­витие организмов.

3. Важнейшим свидетельством проявлений диастрофизма в виде складкообразующих и колебательных движе­ний, служат зафиксированные в разрезах несогласия, отражаю­щие перерывы в осадконакоплении. Поэтому стратиграфу над­лежит уделять первостепенное внимание взаимоотношениям (контактам) между отдельными членами разреза, выявлению несогласий, их анализу и интерпретации.