Геологические формации

Цыкин Ростислав

Множественность способов детерминации геоформаций как бы унаследована от других наук, исследующих вещество земной коры, например минералогии и петрографии. Каждая формация в ранге рода должна быть охарактеризована эталоном, чего пока нет, а также описана в справочной литературе.

2. Методика формационного анализа

Минералы и горные породы можно непосредственно наблюдать в обнажениях, керне скважин, в отобранных штуфных образцах. Последние могут быть описаны визуально, изучены микроскопически в шлифах, подвергнуты разнообразным видам физико-химических исследований. Геоформации являются крупными телами, которые

вскрыты в обнажениях лишь частично и далеко не всегда могут быть надежно оконтурены. Полные пересечения формаций лишь в ограниченном числе случаев могут быть получены колонковыми скважинами. В большинстве случаев в целях формационного анализа на уровне эрозионного среза земной коры могут быть использованы государственные геологические карты среднего (1:200 000) или мелкого (1: 1 000 000) масштабов, а также сводные карты регионов мелкого (вплоть до 1: 2 500 000) масштаба и сопровождающиеся полистные карты построения (модели), включая стратиграфическую колонку, разрезы и условные обозначения (главным образом для класса интрузивных формаций).

Для геоформаций определяющими являются ассоциации (парагенезис) горных пород и строение породных тел. Для осадочных формаций оно может быть однородным (однообразные песчаники, каменная соль, доломит и др.), хаотично неоднородным (органогенные постройки и окружающие их зернистые известняки, брекчии, олистолиты) и ритмичным. Ритмичность может быть направленной (трансгрессивной и регрессивной) или единообразной (градационной во флише). Особенности строения (структуры) не обязательно включать в название формации, если оно соответствует эталону (моласса, флиш, паралическая угленосная и др.).

Вулканогенные формации могут состоять из чередования (часто изменяющегося от места к месту) эффузивов разного состава, туфов, туффитов, игнимбритов и т. п. либо направленной смены пород – гомо- и антидромной. Более редки сравнительно однородные тела (базальты, траппы).

Интрузивные формации чаще всего обладают хаотичной (массивной) текстурой, или строением, но могут быть и с включениями, пересечениями, расслоенностью пород.

Метаморфические формации имеют разные структуры: реликтовые слоистые и новообразованные сланцеватые, повторноскладчатые, син- и антиформные. Обычно их не вводят в название формации, а описывают при ее характеристике.

Гидротермально-метасоматические формации имеют однородную (вторичных кварцитов), линзовидно-ленточную (скарновую), штокверковую (золото-кварцевую), жильную, гнездовую (березитовую, пропилитовую и др.), линзово-столбовую и другие структуры.

Состав формации определяют главные виды горных пород. Их содержание в формационном теле должно превышать 10 %. Обычно таких пород – от одной до трех. Второстепенные породные и минеральные составляющие считаются примесными, за исключением продуктивных нерудных (флюорит, барит, асбест, апатит и др.) и рудных минералов. Соответственно формация получает статус продуктивной или рудной.

Границы формационного тела далеко не всегда могут быть определены надежно. По типу границ, обоснованных Ю. А. Косыгиным, они могут быть резкими (чаще при складчато-боковом строении и наличии структурных этажей), постепенными (например, переходы известняковой формации осадочного чехла в мергельно-алевролитовую формацию) и условными. Последние соответствуют границам топографо-геодезической разграфки (листам) геологических карт, административным и государственной.

Проведением границ достигают определения формы (формы залегания, по В. М. Цейслеру) геологического тела надпородного уровня. Осадочные формации характеризуются пластовой формой: первичной в осадочных чехлах и вторичной, деформационной складчатой и складчато-блоковой. Вулканогенные формации залегают в виде потоков, покровов, массивно-слоистых залежей. Интрузивные формации имеют описанные в учебниках по структурной геологии формы штоков, батолитов, лакколитов, силлов и других тел. Для гидротермально-метасоматических формаций понятия формы залегания и структуры обычно изоморфны.

Геоформации могут залегать открыто и полностью изображаться на картографических моделях, быть частично или полностью погребенными (например, формации осадочных чехлов платформ). Распространение последних может быть отображено на погоризонтных срезах и специальных картах (например нефтегазоносности территории).

Как любое геологическое тело, формация имеет объем, выражаемый в кубических километрах или более мелких единицах. Этот показатель достаточно точно рассчитывают для продуктивных и рудных формаций с использованием данных бурения и геофизических (особенно магнитного и сейсмического) методов.

При описаниях формаций следует учитывать площадь их распространения. На картах крупных государств и регионов можно определить с той или иной достоверностью полную площадь распространения геоформации, обусловленную процессами накопления слоев земной коры и их последующими деформациями. На полистных картах эта величина может быть подсчитана в границах соответствующей трапеции. Более надежны оценки площади распространения формаций для чехлов древних и молодых платформ. Например, для Сибирской платформы площадь распространения эвапоритовой формации нижнего-среднего кембрия составляет около 1,0 млн км², площадь, занимаемая платобазальтовой формацией перми и триаса, – порядка 1,5 млн км² , а терригенной угленосной формации верхнего карбона-перми – 2,0 млн км².

Геологический возраст – важный фактор выделения формационного вида. В разрезе того или иного региона аналогичные по литологическому составу и структуре геоформации могут располагаться на разных стратиграфических уровнях. Если интервал времени между аналогичными формационными телами велик (десятки и сотни миллионов лет), то нужно выделять разные геоформации. Это обусловлено необратимыми изменениями среды осадконакопления, органического мира, состава вод бассейна осадконакопления, палеотектоники и др. Для их детерминации на уровне вида (конкретной ассоциации) можно добавлять название соответствующего стратона.

Например, в Енисейском кряже различают три доломитовые формации среднего-верхнего рифея, соответственно аладьинскую, джурскую, подъемскую. Сходные по составу интрузии разновозрастных комплексов также надо относить к различным формационным видам. В том же Енисейском кряже на протяжении рифея произошло становление гранитовых формаций (снизу вверх): татаро-аяхтинской, гаревской и глушихинской. Они отличаются морфологией тел и петрохимией, но близки по геодинамическим условиям становления (пассивная континентальная окраина).

Структурно-геологический (геотектонический) фактор также необходимо учитывать при формационном анализе. Не следует объединять в формации толщи разных структурных этажей, для которых существенны различия складчато-блоковых деформаций, иногда – гидротермальной минерализации, малых интрузий (штоков, даек).

3. Классификация геологических формаций

Итак, геологическая формация (ф.) – это ассоциация горных пород с определенной структурой, устойчиво образованная в пространстве и времени и слагающая крупное тело.