6. Б) Геохимический метод в стратиграфии

Расчленение и корреляция отложений геохимическим мето­дом основаны на изучении характера распределения и миграции химических элементов в земной коре. Основное внимание при этом уделяется выявлению в разрезах повышенных или пони­женных концентраций отдельных химических элементов и гра­ниц, отмечаемых резкими перепадами этих концентраций. При изучении литологически однородных толщ, в которых не наблю­дается существенных изменений содержания химических эле­ментов, расчленить разрез не всегда удается. В этом случае определенную помощь может оказать изучение связей между химическими элементами и их ассоциаций (Бурков Ю. К., 197I).

Применение геохимического метода для расчленения и кор­реляции отложений базируется на законах миграции, рассеяния и концентрации химических элементов в земной коре, изложенных в работах В. М. Гольдшмидта, В. И. Вер­надского, А. Е. Ферсмана, Н. А. Саукова, А. И. Перельмана и других. Одно из положений этого учения — представление о всеобщем рассеянии элементов в горных породах земной коры, на фоне которого повышенная концентрация отдельных элемен­тов является закономерным (хотя и необязательным) резуль­татом геохимической миграции атомов.

Характер миграции атомов, или их геохимическая подвиж­ность, зависит от физико-химических свойств элементов и от внешних условий их миграции. Поскольку физико-химические свойства элементов практически постоянны, геохимическая спе­циализация различных типов осадков (обусловленная различной тенденцией элементов к накоплению) контролируется почти ис­ключительно внешними условиями миграции.

Геохимический метод может оказаться наиболее эффективным при расчленении и корреляции внешне однородных осадочных толщ, слабо охарактеризованных органическими остатками. К таким отложениям относятся морские сульфатно-карбонатные, кремнистые, вулканогенно-кремнистые, некоторые обломочные и другие. Начинать геохимическое изучение необходимо с наи­более полных и хорошо изученных в стратиграфическом отноше­нии опорных или типовых разрезов. Тогда их геохимическая характеристика станет необходимой осно­вой для корреляции с ними менее изученных и менее полных разрезов. Геохимические характеристики стратиграфических подразделений должны, если это возможно, сопровождаться описанием других признаков (состава, характера слоистости и др.).

Применительно к стратиграфии, изучение осадочных пород по геохимическим признакам (помимо расчленения разрезов) предполагает выделение и прослеживание маркирующих геохимических горизонтов (даже в случае их фрагментарного распространения на картируемой территории), а также корреляцию одновозрастных разнофациальных отложений. В последнем случае геохими­ческие характеристики картируемых стратонов должны быть получены для всех фациальных типов коррелируемых отложений.

Геохимическое изучение осадочных пород включает: 1) опробование; 2) подготовку проб и аналитическое определение содержания элементов в пробах; 3) математическую обработку первичной геохимиче­ской информации и интерпретацию полученных результатов.

Методика опробования

Достоверность конечных результатов геохимического метода в значительной мере определяется корректностью опробования. Частота отбора проб должна соответ­ствовать требованиям, предъявляемым к описаниям опорных и типовых разрезов, то есть должна обеспечивать обо­снованное расчленение осадочных толщ по геохимическим при­знакам, необходимую точность проведения геологических границ и надежную корреляцию отложений. Рекомендуемая частота отбора геохимических проб по разрезам в среднем составляет 2— 4 м.

При послойном геохимическом опробовании не следует огра­ничиваться отбором только одной пробы из слоя, так как суще­ственный интерес (например, при изучении характера циклич­ности) может представлять изменение геохимической характе­ристики породы в пределах слоя.

Если границы между изучаемыми стратиграфическими под­разделениями нечеткие, опробовать рекомендуется прежде всего их центральные части. Пробы следует брать из наименее выветренных пород. Оптимальная масса штуфной пробы 50—100 г. Опробование должно сопро­вождаться взятием образцов и сколков на шлифы для после­дующего изучения минерального состава породы, степени и характера ее изменения.

Аналитическое определение содержания элементов в пробах

Аналитическому определению элементов в про­бах предшествует пробоподготовка. После предварительного дробления и истирания (до размера 0,07 мм) проба должна быть отквартована и сокращена.

Чтобы определить содержание элементов в по­родах и минералах наиболее широко используются количественные методы эмиссионного, рентгеноспектрального, атомно-абсорбционного анализов.

Обработка и интерпретация геохимической информации

Сюда входит прежде всего расчет соответствующих геохимических показателей, изучение корреляцион­но-статистических связей химических элементов и выявление на этой основе характерных ассоциаций и рядов геохимической подвижности элементов.

Таким образом, исследование изменений характера корреляционных связей между химическими элементами в разрезе позволяет расчленить разрез и вы­делить в нем геохимические горизонты, которые могут быть ис­пользованы в целях корреляции. Как правило, выделяемые таким образом (то есть, на основании изучения ассоциаций элементов и вариаций геохимических модулей) границы имеют достаточно четкие очертания. Кроме того, исследование ассоциаций химических элементов позволяет 1) расчленять разрезы с любой заданной степенью детальности, устанавливая участки, в пределах которых большинство химических элементов изменяет свои связи; подразделять эти участки на более мелкие горизонты «второго порядка», разделяемые пачками, в пределах которых изменяет связи лишь часть химических элементов и т. д.