45. Литофациальный анализ

Литологический анализ применяется при изучении горных пород, как в целом, так и отдельных особенностей их минерального состава и строения с целью восстановления древней географической обстановки. Одни и те же типы осадков, давших начало осадочным породам, могли формироваться в разных условиях, в различной физико-географической обстановке. Однако, несмотря на сходство литологического состава, породы обладают рядом структурных, текстурных и других признаков, по которым можно с достаточной достоверностью определить место и условия их образования на земной поверхности.

При литофациальном анализе исследуются: 1) типы пород; 2) структура и текстура; 3) окраска породы.

Литологический состав отражает место формирования пород, глубину бассейна аккумуляции, степень удаленности источников сноса и характере слагающих их пород, геохимическую, климатическую обстановку и органический мир в бассейне осадконакопления.

Гранулометрический состав отражает степень удаленности источника, состав слагающих его пород, направление и интенсивность движения транспортирующих частиц или водных потоков.

Размер обломочного материала позволяет судить о рельефе и удаленности области питания. Как правило, наиболее крупные обломки располагаются ближе к источнику сноса. Так, грубо- и крупнообломочный материал отлагается непосредственно у подножия горной страны; с удалением от него размеры обломочных частиц уменьшаются. По крупности обломочных частиц судят о скорости движения воды вместе образования осадка.

Состав обломочного материала галечников, конгломератов, песков, песчаников позволяет выяснить длительность и характер переноса, установить источник сноса. В процессе переноса наиболее неустойчивые, мягкие, легко растворяющиеся минералы и горные породы разрушаются. Наличие в изучаемой породе только устойчивых минералов свидетельствует либо о длительном переносе обломочного материала, либо о долгом выветривании пород перед сносом, либо о переотложении ранее образовавшихся толщ. Изучая распределение обломочного материала по площади, можно обнаружить источник питания и направление сноса. Для получения достаточно объективного представления о составе обломочного материала обычно берут 100 галек.

Минеральный состав. Состав горных пород позволяет судить о среде и климате, в которых происходило осадконакопление.

Присутствие в породах глауконита свидетельствует об отложении осадка в море. Соли и гипс указывают на жаркий сухой климат. Цвет указывает на климатические и химические условия образования пород.

Например, красная окраска чаще всего обусловлена окислением содержащегося в породе железа, что характерно для континентальных пород, образованных в условиях аридного климата. Черная окраска указывает на обогащенность пород органическим веществом или сернистым железом и характеризует восстановительную обстановку седиментации. Зеленый цвет определяется наличием закисного железа в восстановительной обстановке, а также присущ породам, содержащим глауконит.

Текстура, т.е. совокупность признаков строения породы, определяется ориентировкой и относительным расположением ее составных частей, что, в свою очередь, обусловлено механическими или биохимическими факторами. Горизонтально-слоистая текстура характеризует области спокойной седиментации, отсутствия движения воды. Для волноприбойных областей характерна перекрестная слоистость. Косая слоистость обусловлена направленными течениями. Биогенная текстура связана с жизнедеятельностью органического мира и выражена развитием пятен, трубок и корок, секущих породу под разным углом или включением в породу окаменевших остатков фауны и флоры. Текстура подводного оползания выражается сморщиванием и деформацией слойков с образованием чашеобразных и лежачих складочек, возникших вследствие гравитационного перемешивания недостаточно уплотненных пород в тектонически активных зонах; характерна для геосинклиналей. Пятнистая текстура, характеризующаяся наличием в породе пятен, обусловлена разложением органических веществ, взмучиванием осадков и т.п.

Хорошая сортировка обломочного материала говорит о длительном переносе обломков, а плохая – о небольшом переносе. При изучении сортировки учитывают состав обломочного материала, так как породы и минералы имеют разную плотность, в разной степени подвержены разрушению. Отсутствие сортировки характерно для морен, осыпей, глубоководных брекчий, обвальных и селевых отложений.

Форма обломков определяется составом разрушающейся породы, ее трещиноватостью, сланцеватостью, слоистостью. Например, при разрушении тонкослоистых, листоватых сланцев не получаются изометричные обломки. Округлая форма галек характерна в общем случае для речных отложений. В морских отложениях преобладают уплощенные гальки, в пустынных встречаются эоловые многогранники. Утюгообразные валуны характерны для ледниковых отложений.

Степень окатанности обломков зависит от следующих факторов:

1) от состава пород (обломки мягких пород окатываются быстрее и лучше, чем твердых; слюда при переносе крошится, расщепляется на мельчайшие чешуйки, но не окатывается);

2) от первоначальной формы обломков;

3) от скорости и длительности переноса.

По наиболее простой шкале устанавливаются пять категорий окатанности обломков: 1) неокатанные; 2) угловатые; 3) полуугловатые; 4) полуокатанные; 5) окатанные.

Наилучшая окатанность наблюдается у морских галечников, образовавшихся в результате перемыва принесенного в море реками материала. Плохо окатанный материал характерен для отложений конусов выноса временных потоков, верховьев рек и для делювия. Происхождение песков определяют по содержанию в них зерен различной окатанности. У речных песков преобладают полуугловатые и полуокатанные зерна, у прибрежно-морских – полуокатанные и окатанные, у дюнных – окатанные.

Характер поверхности обломков определяется их составом и средой, в которую они попали. Ямчатая, бугорчатая, шероховатая поверхность обломков часто объясняется полиминеральностью их состава. Для обломков, попавших в подвижную водную среду, характерна гладкая поверхность; наиболее хорошо отполирована морская галька. В ледниковых отложениях на поверхности валунов и обломков могут быть борозды, шрамы, царапины. Обломки пород в пустынных отложениях покрыты «загаром пустыни»,иногда они имеют шагреневую поверхность, трещиноватость.

Расположение обломочного материала позволяет установить направление движения воды, его характер. Так, в русле реки удлиненные гальки разворачиваются по течению. В зоне прибоя удлиненные обломки располагаются почти параллельно береговой линии. В русловых отложениях нередко наблюдается черепитчатое наложение галек. О направлении движения воды в потоках можно судить также по косам (низким и узким намывным полоскам суши, причлененным одним концом к берегу, а другим выступающим в сторону моря, озера или реки), находящимся за крупными валунами и обломками.

Характеристика цементирующей массы (состав, количество, соотношение с обломочным материалом) – необходимый элемент анализа структуры обломочных пород. Например, карбонатный цемент характерен для неподвижных галечников водных бассейнов. Конгломераты, образовавшиеся из подвижных галечников, содержат мало цемента, в них резко преобладает обломочный материал. Концентрация крупнообломочного материала на отдельных участках указывает на расположение основного русла.