Часть I. Приемы выделения и главнейшие типы геологических формаций

В.М.Цейслер

ОСНОВЫ ФОРМАЦИОННОГО АНАЛИЗА

Москва

Издательство Российского университета дружбы народов

2002

В.М.Цейслер

Основы формационного анализа

Допущеноно Министерством образования

Российской Федерации в качестве учебника

для студентов высших учебных заведений

по направлению «……………………………..»

Москва

Издательство Российского университета дружбы народов

2002

УДК 550.8

Рецензенты:

д-р геол.-минерал. наук, профессор А.Е. Шлезингер;

кафедра исторической геологии С-Пб университета

Цейслер В.М.

Основы формационного анализа. Учебник. -

М.: Изд-во РУДН. 2002. - 189с.

В соответствие с программой дисциплины охарактеризованы основные методы выделения, изучения, классификации геологических формаций как осадочных толщ, магматических и метаморфических комплексов. Приведены сведения об основных типах геологических формаций. Рассмотрены приемы анализа геологических формаций в связи с решением вопросов стратиграфии, палеогеографии, палеотектоники и тектонического районирования, прогнозной оценки территорий. Для студентов геологов, магистрантов, аспирантов и лиц, занимающихся вопросами региональной геологии, тектоники и минерагении.

Библиогр. 39 назв.

с В.М.Цейслер, 2002

Введение

В пространственном размещении горных пород существует определенная упорядоченность, выраженная в том, что отдельные породы распространены не изолированно, а образуют закономерные ассоциации, объединяющие разности, близкие по условиям образования и вещественному составу, или же наборы пород, возникшие при повторяющихся изменениях условий образования, что выражено их чередованием.

Устойчивые во времени и в пространстве закономерные ассоциации горных пород, связанные единством вещественного состава и строения, обусловленным общностью их происхождения или сонахождения, получили название геологических формаций в широком смысле этого термина. В разрезе земной коры они слагают различные геологические тела — толщи, комплексы, массивы. Другими словами, это типичные по составу и (или) строению толщи (комплексы) осадочных, магматических и метаморфических пород, составляющие в совокупности земную кору. Каждая геологическая формация – определенная геологическая система, вещественная категория соответствующего ранга.

Изучение состава и строения земной коры проводится на нескольких уровнях познания: геохимическом, минералогическом, петрографическом, формационном, структурно-вещественном, оболочечном. Изучением распределения в земной коре химических элементов занимается геохимия. Минералогия изучает земную кору с позиций распределения в ней минералов. Закономерностями размещения в земной коре горных пород занимаются петрография и литология. Учение о геологических формациях ставит перед собой задачу изучить земную кору на уровне тел ассоциаций горных пород – формаций. Как известно, более крупными структурно- вещественными категориями – структурно-вещественными зонами и слоями земной коры занимаются геотектоника и геофизика.

Положение геологической формации в иерархии вещественных категорий земной коры выглядит следующим образом: химический элемент — минерал — горная порода — геологическая формация — формационный комплекс — оболочка земной коры.

Современные представления о геологических формациях и методике формационного анализа развивались приемущественно на основе изучения осадочных толщ. Формационный анализ магматических и метаморфических комплексов имеет ряд особенностей, но в целом его содержание во многом опирается на положения, разработанные при анализе осадочных толщ.

В учении о геологических формациях существует много спорных, еще не решенных вопросов. Некоторые из них определяются широким спектром проблем, которые пытаются решать специалисты разных направлений с по­мощью формационного анализа при ограниченном числе работ, посвященных детальному всестороннему изучению отдельных типов формаций и их групп. Тем не менее, в последние десятилетия выделение и анализ геологических формаций прочно вошли в практику геологических исследований. Наличие той или иной ассоциации горных пород уже само по себе свидетельствует о возможности обнаружения определенного типа полезного ископаемого, а текже служит индикатором палеогеографической, палеотектонической, палеогеодинамической обстановок, определяет стиль деформаций, инженерно-геологические и гидрогеологические условия.

В настоящее время учение о геологических формациях следует рассматривать как учение об осадочных толщах, магматических и метаморфических комплексах, как самостоятельных геологических системах, вещественных категориях определенного уровня. Это учение об их составе, строении, формах обособления, обстановках формирования, приуроченности к структурам земной коры и положении в них полезных ископаемых.

Для понимания обстановки формирования осадочных комплексов важное значение имеют работы, связанные с изучением процессов современного осадконакопления в различных ландшафтных зонах, а также материалы бурения скважин в океанах. Формирование магматических комплексов в современных условиях можно наблюдать в зонах вулканизма. Что же касается метаморфических серий, то представления об обстановке их формирования основываются преимущественно на косвенных данных.

Исследователь, обращается к геологическим формациям с определенной целью – выявить закономерности в строении и истории развития земной коры, в размещении на площади полезных ископаемых. В зависимости от цели исследования выбирается объем геологических тел, которыми приходится оперировать. Поэтому всегда при выделении формаций присутствует элемент целевого подхода. Целевой подход при выделении формаций позволяет видеть в них прежде всего индикаторы для оценки палеогеографической обстановки и палеотектонического режима, минерагенических особенностей регионов. Не каждое сообщество горных пород может служить подобным индикатором. Нередко в качестве индикаторов выступают сообщества формаций.

В современной геотектонике при палеогеодинамических построениях вместо геологических формаций нередко используется понятие «литогеодинамический комплекс». В роли литогеодинамических комплексов-индикаторов геодинамических режимов выступают разноранговые вещественные категории. В одном случае индикаторами являются наборы химических элементов в горных породах, в другом – сами горные породы, в третем – геологические формации или их ассоциации. Таким образом, понятие «литогеодинамический комплекс» отличается от понятия «геологическая формация» отсутствием ранговости в подходе при выделении вещественных категорий.

Учение о геологических формациях в виде самостоятельной дисциплины «Основы формационного анализа» вошло в планы подготовки специалистов в инженерно-технических вузах России и СНГ. Необходимость курса при подготовке инженеров-геологов предопределена уровнем развития геологической науки и широким практическим использованием карт геологических формаций как геологической основы для структурно-тектонического, инженерно-геологического районирования, прогноза полезных ископаемых и подземных вод.

Предлагаемая работа обобщает многолетний опыт преподавания автором курса в МГРИ – МГГА - МГГРУ. Ее содержание соответствует типовой программе курса, а поэтому она может быть использована как учебник для студентов вузов и как методическое пособие для специалистов, занимающихся формационным анализом. При работе над учебником автор использовал материалы ранее опубликованной книги «Анализ геологических формаций» /35/.

Первая часть учебника посвящена методике выделения и изучения формаций и их краткой систематической характеристике. Во второй части раскрываются возможности собственно анализа геологических формаций как метода палеогеографических и палеотектонических реконструкций, тектонического районирования, минерагенического прогноза на основе изучения пространственного размещения геологических формаций. При изучении дисциплины важное место отводится анализу карт геологических формаций, колонок, профилей с нанесенными на них геологическими формациями.

Автор с благодарностью воспримет все конструктивные замечания и пожелания, которые следует направлять по адресу: 117873, Москва, ул. Миклухо-Маклая 23. МГГА, кафедра региональной геологии и палеонтологии или 117923, Москва, ул. Орджоникидзе 3, РУДН. кафедра петрографии, минералогии, кристаллографии.

Часть I. Приемы выделения и главнейшие типы геологических формаций