Таблица 37. Общая характеристика дельтовых осадков (по Р. Унругу и др.,1980). Палеогеографические карты (модели)

Общая характеристика дельтовых осадков (по Р. Унругу и др.,1980)

Продельта представляет собой подножную часть дельтового склона. Здесь в морских условиях оседают илистые частицы, принесенные речны-ми водами во взвешенном состоянии. Р.К.Селли отмечает, что около 25% твердого стока р. Миссисипи составляют пески, 75% - алевриты и глины. Чем ближе к протокам, тем крупнее размер зерен. Обстановка осадкона-копления в дельтовой системе широко варьирует в зависимости от соот-ношения речных, приливно-отливных и волновых процессов. При преоб-ладании речных процессов образуются дельты типа Миссисипи, при пре-обладании волновых процессов - дельты типа Нила. Если преобладают приливно-отливные процессы, то образуются дельты типа Ганга и Брахма-путры.

Дельта реки Миссисипи имеет форму птичьей лапки, состоит из ше-сти дельт, совместно образующих дельтовую равнину. Она далеко выдви-нута в море, поскольку река имеет большую энергию, а масса приносимого материала огромная - 500млн.т. в год. Дельтовая равнина постоянно нарас-тает, выдвигаясь в море, и отвоевывает у моря новые территории. Ширина ее составляет 300км, длина - 320км. Подводная часть дельты имеет ширину

200км.

Дельта реки Волги имеет вид веера . Ширина ее достигает 200км, длина - 150км. Подводная часть дельты сложена отмелями и косами, вытянутыми по направлению русел. Они частично выходят на поверх-ность в виде песчаных островов. Между ними расположены узкие и длинные заливы. По берегам русел и протоков во время половодий об-разуются прирусловые песчаные валы. Многочисленные рукава и про-токи постоянно меняют свое положение, ветвятся и сливаются, вызывая смещение связанных с ними фаций. Уровень Каспийского моря также постоянно меняется. В результате образуется пестрый и сложный со-став осадков.

Примерами дельт эстуарного типа являются дельты рек Енисея, Ганга, Инда. Они имеют удлиненные формы, образуются на месте впа-дения рек в глубокое море. Основная часть дельты находится под водой и далеко выдвинута в море. Материал выносится в море по подводным каньонам.

Озерные дельты отличаются небольшими размерами. Имеют такое же строение, что и морские дельты, состоят из того же набора осадков. Размер и форма их зависят от количества приносимого материала и глуби-ны дна озера, в которое впадает река.

Палеогеографические карты (модели)

Под палеогеографией понимается геологическая наука, которая изу-чает древние физико-географические условия, существовавшие на поверх-ности Земли (Л.Б.Рухин, 1962, с.10). "Целью палеогеографического анали-за седиментационных (осадочных) бассейнов, - отмечают Р. Унруг и др. (1980) - является построение модели древнего ландшафта, позволяющей объяснить расположение определенных типов осадков в пространстве и изменчивость их признаков". При поисках полезных ископаемых осадоч-ного происхождения такая модель имеет прогнозную ценность. Она стро-ится отдельно для каждого стратиграфического (одновозрастного) гори-зонта. Последовательность работ при составлении палеогеографической карты отображена на блок-схеме (рис.76, 77).

Рис. 76.Блок-схема последовательности наблюдений,интерпретаций и выводовпри определении генетического типа осадочной породы (по Р.Унругу, 1980)

На ней показано, что реконструкция древних ландшафтов базирует-ся на изучении состава, структуры, текстуры осадков, органических остат-ков и темпа аккумуляции. На втором этапе производится группирование слоев по сходству признаков и выделяются литологические ассоциации и фации, отличающиеся друг от друга по условиям образования. На третьем этапе воссоздается общая модель бассейна осадконакопления, палеогео-графия, региональная тектоническая обстановка седиментации.

Следует при этом отметить, что ранговый подход как один из все-общих принципов геологических исследований сохраняется и при палео-геологических исследованиях. На практике этот принцип реализуется по-строением палеогеографических карт регионального, зонального и локаль-ного масштабов. На региональном уровне исследований Р. Унруг и др. (1980) вместо формаций предлагают выделять литологические ассоциации:

угленосная;

красноцветных пород;

соленосная;

кварцевых песчаников;

кремнистых пород;

аргиллито-мергельная;

флишевая.

* известняковой ассоциации выделяются субассоциации:

барьерно-рифовая;

оолитовых и органогенно-обломочных известняков;

покровных известняков.

Рис. 77.Блок-схема последовательности наблюдений,интерпретаций и выводов присоставлении палеогеографической карты (по Р.Унругу, 1980)

Американские геологи (Krumbein W.С., Sloss L.L. 1963) выделяют 24

ассоциации, сгруппированные в девять типов. Для их выделения привле-каются такие признаки как петрографический состав, структура, текстура, геометрия слоев и др., свидетельствующие об обстановке осадконакопле-ния. Каждой литологической ассоциации соответствует определенная об-становка осадконакопления и тектоническая обстановка регионального ранга. Эта концепция позже была использована в книге Р.Ч.Селли "Древ-ние обстановки осадконакопления" (1989, перевод с англ.) при выделении фациальных тел по материалам керна, каротажных диаграмм и сейсмиче-ских разрезов на примере нефтеносных отложений Северной Америки. Осадочные фации являются продуктами обстановок осадконакопления. В качестве определяющих признаков обстановок осадконакопления прини-маются (рис.77):

9. Геометрия (форма) осадочных тел.

10. Литологический состав осадочных тел.

11. Осадочные текстуры.

12. Характер палеотечений.

13. Включения органических остатков.

На зональном и локальном уровнях исследований выделяются лито-фации и литотипы по более детальным признакам. Методика их выделения нами изложена в главе 1. Каждая литофация, каждый литотип переинтер-претируется в генетический тип с соответствующей трактовкой обстанов-ки осадконакопления зонального и детального рангов (рис.78).

По результатам генетической интерпретации признаков литоло-гических ассоциаций, литофаций, литотипов строится палеогеографи-

ческая карта (рис.79). Американские геологи такую карту называют моделью древней обстановки осадконакопления. На ней показываются границы древних морей, суши, лагун, баров, пляжей шельфа , дельт, озер, речных долин и других форм древнего рельефа. При этом широко используется метод актуализма-результаты наблюдений за современ-ными геологическими процессами на суше, в морях и океанах, теории литогенеза, фациального анализа и циклической седиментации, содер-жащиеся в трудах Д.В. Наливкина, Н.М.Страхова, Л.Б.Рухина, В.Т.Фролова и др., в том числе зарубежных геологов Д.А.Буша, Р.Ч.Селли, Г. Э.Рейнека , И.Б .Сингла, Р.Градзинского , Р.Костецкой, А.Родомского, Р.Унруга и др. Точность реконструкций палеоландшаф-тов зависит не только от количества и качества используемого матери-ала, но и от эрудиции и опыта геологов, составляющих такие модели. "Генетические построения всегда в какой-то мере субъективны и гипо-тетичны", - отмечает В.Т.Фролов (1984, с.171).

В последние годы для этих целей привлекаются материалы каротажа скважин с электронной записью и современной высокоточной сейсмораз-ведки. По конфигурации сейсмоотражений, геометрии слоев, групп слоев выделяются сейсмофации, сейсмоформации. Сейсмическими методами в настоящее время определяют положение древних русел, дельт, рифов, под-водных конусов выноса и других осадочных тел. Эта методика кратко из-лагалась нами в разделе8.3. Но, как отмечалось выше, построение палео-географической модели, является итоговым результатом многолетних комплексных исследований исходного материала, в том числе сейсмораз-резов и каротажных диаграмм.

В.Т.Фролов (1984) приводит следующую последовательность работ при фациально-палеогеографических исследованиях:

11. Описание опорного разреза, его расчленение на свиты.

12. Прослеживание по площади и выявление фациальной изменчиво-

сти.

13. Описание соседних разрезов, корреляция разрезов.

14. Построение схемы корреляции разрезов, выделение реперов и ли-толого-стратиграфических комплексов.

15. Фациальный анализ, фациальное расчленение выделенных ком-плексов, построение фациальных карт и разрезов.

16. Палеогеографическая расшифровка (интерпретация) фаций, по-строение палеогеографических карт, с привлечением данных генетическо-го анализа, палеоклиматического, аутигенно-минералогического, текстур-ного и др. анализов.

17. Восстановление геологической истории района по этапам, стадиям.

Рис. 78.Карта литофаций средне-и верхнекелловейских отложений Берёзовскогогазоносного района (Западная Сибирь) (по Г.С.Ясовичу, 1970):

1-скважины; 2-границы литофаций; 3-участки отсутствия отложений; 4-границы распространения морских отложений.

Литофации: 5-песчаная; 6-глинисто-песчаная; 8-глинистая

Рис. 79.Литолого-фациальная карта позднеюрской эпохи Западно-Сибирскогоседиментационного бассейна (по Т.И Гуровой и В.П.Казаринову, 1962): 1-пески, песчаники; 2-гравелиты, конгломераты; 3-глины; 4-глауконит;

5-остатки морской фауны; 6-остатки остракод; 7-коэффициент мономинеральности: а-устойчивые минералы; б-неустойчивые минералы; 8-скважины и их номера; 9-границы фациальных зон; 10 -границы литологических зон; 11 -границы выходов палеозойских пород; 12-внутренние области размыва; 13-морские фации; 14-мелководно-морские фации; 15-лагунные фации; 16-континентальные фации

Особое внимание при этом уделяется выделению реперов - клю-чевых генотипов и диагностике границ несогласного залегания. Иссле-дователи отмечают, что при палеогеографических исследованиях воз-можна реконструкция лишь длительно существовавших древних ланд-шафтов, т. е. крупных форм рельефа, которые определяют направление стока рек, ветров, климат. Для суши определяются тектонический ре-жим областей сноса, центры вулканических извержений, расположение рек, озер, болот. Для водных бассейнов восстанавливаются береговые линии, подводный рельеф, соленость, газовый режим, РН водной сре-ды, интенсивность волнений, глубина дна. Д. В.Наливкин (1956) отме-чал, что при определении генетического типа горной породы наиболь-шее внимание необходимо уделять изучению фауны и микрофауны. На морское происхождение указывают обломки раковин брахиопод, аммо-нитов, белемнитов, гониотитов, иглы морских ежей, членики кринои-дей, остатки фузулинид. Фораминиферы живут в озерах, болотах, сла-гают пески пляжа, покрывают заросли водорослей, остатки их встреча-ются на всех глубинах шельфа , континентального склона. Планктонные тонкостенные фораминиферы заносятся далеко морскими течениями, встречаются в отложениях любых глубин. Радиолярии также ведут планктонный образ жизни. Остракоды обитают в пресных, солоноватых и морских водоемах на самых разных глубинах. Гастроподы также жи-вут во всех бассейнах и на всех глубинах, в основном на глубинах ме-нее 100м. Пелециподы обитают преимущественно на глубинах 10-40м. Брахиоподы наибольшего расцвета достигли в палеозое, в зоне актив-ного действия волн, до глубины 10-15м, редко до 100 м. Кораллы живут на таких же глубинах. Остатки пресноводной фауны указывает на реч-ное или озерное происхождение. Морское происхождение имеют глау-конитовые породы, распространенные на больших площадях. В не-больших количествах глауконит может образоваться и в континенталь-ных условиях. Доломитовые слои отлагаются на обширных морских отмелях, в лагунах, озерах в областях аридного климата. Карбонатно-глинистые толщи большой мощности обычно содержат морскую фауну, накапливаются в обстановке устойчивого стояния моря на шельфовых пространствах. Преобладание известняков в разрезе морской толщи указывает на теплый тропический климат. В озерах отлагаются тон-кослоистые, тонкозернистые, нередко карбонатные толщи. В болотах накапливаются слои песчано-глинистых пород, обогащенных расти-тельными остатками, углистые, реже -угленосные толщи. Прибрежные угленосные толщи, образующиеся на низменных равнинах, нередко со-держат слои и пачки морских отложений , которые отлагаются во время кратковременных ингрессий моря. Эти прослои иногда приводят к

5. Динамика среды переноса и накопления осадка показывается стрелками разных видов.

6. Границы, изопахиты, точки опорных разрезов, скважин. Показы-ваются линиями различных цветов и видов, точками, кружочками, цифра-ми.

7. Литологический состав осадков. Показывается общепринятыми условными знаками. Выделены 33 разновидности пород и их переслаива-ния.

8. Вулканогенные и вулканогенно-осадочные образования. Обозна-чаются короткими штрихами красного цвета различной конфигурации в зависимости от состава магмы. Выделены 12 разновидностей пород.

9. Типы пород в областях размыва древней суши. Выделяются 6 групп пород, которые показываются штриховкой линейной и клетчатой форм в зависимости от их состава.

10.

Полезные ископаемые осадочного происхождения. Показываются условными знаками прямоугольных форм, внутренняя часть которых закрашивается различными цветами и подписывается разными буквами латинского алфавита в зависимости от вида полезного ископаемого.

В последние годы для решения многих вопросов литологии, в том числе и для определения генетического типа осадка применяются ма-тематические методы, моделирование, электронная техника и програм-мирование. Примерами являются математические модели фации, при-веденные в работе Р.Ч.Селли "Древние обстановки осадконакопления"

(1989) :

фация = Ɛ(Á,L,Ss,Pp,F),где:

Á - геометрия фациального тела, L - литологический состав,

Ss - cедиментационные текстуры, Рр - характер палеотечений,

F – фоссилии - палеонтологическая характеристика.

Геометрия тел определяется по данным бурения и сейсмики, тексту-

ры дают информацию о направлении течений. Для решения задачи пара-метры нужно выразить количественно. Еще более упрощенная модель фа-ции определена всего по трем признакам:

фация= Ɛ (C, Á ,F), где

10. - химический состав,

- размер осадочных частиц,

F - палеонтологическая характеристика.

Эти три параметра могут быть калиброваны (градуированы) в ли-нейных шкалах. Например, химический состав от кремния через карбона-ты кальция до эвапоритовых минералов, фауна - от морской через солоно-ватую и пресноводную до наземной, размер обломков - от конгломератов до глин. Размер частиц осадка-индикатор энергетического уровня, химизм

- солености водной среды.

На этой основе можно определить место фации в трехмерном про-странстве. Но фация-сумма многих факторов, а положение объектов, опре-деляемых многими переменными в многомерном пространстве можно найти, используя статистические методы факторного анализа. Тем самым появляется возможность математически определить в этом пространстве место (скопления, кластеры) аллювиальных, рифовых и др. фаций. Для кластерного анализа могут быть использованы результаты каротажа раз-личных видов. Набор каротажных характеристик позволяет отличать оса-дочные фации друг от друга. В упомянутой выше работе Р.Ч.Селли отме-чает, что электрофации, выделенные по каротажу, "дают возможность объ-ективно характеризовать и сравнивать между собой осадки без использо-вания субъективно определяемых геологическими методами фаций (с.292)".