48. Понятие о фациях осадочных пород.

Фация (по Грейсли)- это часть, или точнее; участок слоя, горизонта или другой стратиграфической единицы, отличающийся какими-то объективными признаками от смежных, одновозрастных участков (или частей); фации свидетельствуют об отличиях в условиях (или обстановке) осадконакопления. Лучше, когда фации выделяются не по одному признаку (например, по цвету, зернистости, фауне и т. д.), а по комплексу взаимосвязанных признаков литологических, палеонтологических и вообще других геологических (например, и по мощности)" что сразу указывает на большую стабильность и значимость фациальных границ как границ палеогеографических зон.

Фация – осадки (или горные породы), возникающие в определённой физико-географической обстановке и отличающиеся от состава и условий образования смежных одновозрастных пород.

В самом общем виде всё разнообразие фаций можно разделить на три большие группы: группа континентальных фаций, группа фаций, переходных от морских к континентальным, и группа фаций морей и океанов. Каждая из выделенных групп включает ряд фаций. Так, континентальная группа фаций объединяет речные (аллювиальные), пролювиальные, озёрные, болотные, пустынные, эоловые, прибрежных равнин, делювиальные и коллювиальные, ледниковые, карстовых областей и пещер, наземные вулканические и некоторые другие фации. Группа фаций, переходных от континентальных к морским, включает лагунные и заливные, лиманов и эстуариев, приливно-отливных равнин, приморских озёр, дельтовые фации, а также фации баров и пляжей. Группа фаций морей и океанов в самом общем виде объединяет фации шельфа, фации континентального склона (батиальные фации), фации средних океанских глубин и дна котловин окраинных морей (гемипелагические фации) и глубоководные фации (пелагические или абиссальные фации).

Фации разделяются также на современные и древние. При изучении современных фаций можно исследовать одновременно и обстановку, и образующийся в этой обстановке осадок; при изучении древних фаций – только горные породы и по их особенностям восстанавливать древние обстановки. Определению фациальных обстановок прошлого (т.е. физико-географических и других условий образования осадков) посвящены методы фациального анализа. Фациальный анализ складывается из суммы приёмов и методик, применяемых для реконструкции условий образования осадочных пород. В результате фациальных исследований создаются литолого-фациальные карты, отражающие состав и условия образования осадков какого-либо промежутка времени. Эти карты служат основой для создания фациальных и литолого-палеогеографических карт.

Склоновые фации. Склоновые отложения объединяют отложения, разнородные по динамике аккумуляции, строению и составу. В большинстве осадочных толщ они либо отсутствуют, либо присутствуют в виде линзовидных тел. Среди склоновых отложений выделяют коллювий - это продукты выветривания, смещенные вниз по склону под влиянием силы тяжести, и делювий - продукты выветривания, перемещенные по склону дождевыми и снеговыми водами.. Делювиальные отложения разными типами отложений в зависимости от того, какие продукты элювиального процесса подвергаются размыву и в каких условиях это происходит. 

Флювиальные фации. Два типа: пролювиальные и аллювиальные. Пролювий или отложения продуктов выветривания временными потоками. Они слагают конусы выноса и и образующиеся от их слияния пролювиальные пролювиальные шлейфы. От вершины конусов к их подножию механический состав обломочного материала изменяется от гальки и щебня (и даже глыб) с песчано-глинистым заполнителем до более тонких и отсортированных осадков, нередко лессовидных супесей и суглинков. На самой периферии иногда откладываются алеврито-глинистые осадки временных разливов (такыры, соры), часто загипсованные и засолоненные. Пролювий характеризуется плохой сортровкой и слабой окатанностью осадков.

1. Окисленность и практически полное отсутствие органических остатков.

2. Морфология и мощности: покровы конусовидной формы.

3. Присутствие эрозионных врезов только у вершины конуса.

Пролювий тесно связан с аллювием многочисленными переходными фациями. Аллювий более подробно будет рассмотрен ниже.

Болотные фации. Существуют два непременных условия для образования болот: 1)должна существовать болотная растительность; 2) уровень грунтовых вод должен совпадать или почти совпадать с дневной поверхностью. Болота весьма распространены на поверхности Земли, так как довольно часто встречается сочетание этих признаков. Наиболее благоприятен влажный и теплый климат.

Л.Б.Рухин выделил группу болотных макрофаций. К этой группе им отнесены отложения приморских и внутриконтинентальных болот. Последние характеризуются преобладанием глинистого материала, присутствием пластов углей, обилием остатков растений, часто их корней и образованием в восстановительных условиях. В глинистых болотных отложениях присутствуют каолинит, часто сидерит и примесь вивианита. Отложения приморских болот часто встречаются совместно с осадками опресненных лагун, маршей и,реже, с морскими отложениями. С болотами тесно связаны почвы, которые часто наблюдаются в основании угольных пластов.

Озерные фации. Озерные впадины разнообразны по размерам, форме и происхождению. Не менее разнообразны и их отложения. На характер озерного осадконакопления оказывают влияние ряд причин:

1. климат,

2. размер и форма озера,

3. способ питания озера осадочным материалом,

4. характер берегов и рельеф водосборной площади,

5. состав пород на этой площади.

В гумидном климате озера получают больше воды, чем испаряется с их поверхности, поэтому озера - проточные и пресные. Накапливаются в них обломочные и глинистые отложения, а также продукты жизнедеятельности организмов и происходит химическая садка тонкозернистых карбонатов. Последнее обусловлено тем, что в пресной воде больше всего карбонатов. Однако карбонатные отложения редко образуют выдержанные пласты. Иногда отмечаются и кремнистые озерные отложения. Из органических остатков встречаются только пресноводные организмы. Если на берегах и в самом озере развивается обильная растительность, то может произойти зарастание озера и превращение его в торфяное болото. В аридном климате озера часто получают воды меньше, чем ее испаряется, поэтому он бессточные и иногда пересыхают. Поэтому осадки в них в основном галогенно-карбоатные. Ледниковые озера дают тесное сочетание ледниковых и озерных отложений с образованием так называемых ленточных глин. Возникает при таянии льда. Светлоокрашенная пачка сравнительно грубозернистая - летняя, темноокрашенная - тонкозернистая зимняя.

Эоловые (ветровые) фации. Эоловые отложения образуются в результате выпадения из воздуха или путем волочения по поверхности земли песчаных и пылеватых частиц. Они наиболее распространены в условиях аридного климата в пустынях, в меньшей степени на низменных морских побережьях в виде дюн. Отмечаются и в других условиях, но степень их сохранности в ископаемом состоянии невысокая. Наиболее характерные признаки эоловых отложений (рис. комбинация из Summary Sheets):

1. хорошая сортированность зерен с преобладанием частиц 0.15-0.3мм

2. значительное количество зерен высокой окатанности с матовой поверхностью

3. часто большая мощность косых серий с углами падения слойков около 30-33

4. индекс ряби обычно больше 15

5. скопление на вершинах знаков ряби более крупных частиц

6. присутствие ветрогранников - угловатых обломков пород, обточенных ветром, размером от долей до 10 см и более.

7. отсутствие цемента и фауны

Все эти признаки (и то не в полной мере)  свойственны лишь наиболее типичным и крупным эоловым образованиям как дюны и барханы. 

Аллювиальные фации. Характеристика основных фаций. Речные, или аллювиальные , фации (лат. alluvio - намыв) широко распространены как на современной поверхности суши, так и континентальных отложениях прошлого. С ними связаны многочисленные полезные ископаемые. Продукты выветриваня размыва материнских пород реки переносят в трех формах: относительно крупный материал - волочением, более мелкие частицы - в виде взвеси (мути) и, наконец, самые тонкие в виде коллоидных и истинных растворов. Формула стока. Она зависит от климатических условий и гидродинамического режима реки. Так у равнинных рек умеренного климата преобладают растворенные вещества, у горных рек - взвеси.

Среди речных фаций (макрофации по Рухину) различают три главных группы: русловую, пойменную и старичную.

Русловая группа по Е.В.Шанцеру представлена фациями (иногда называемыми микрофациями) перлювия, пристрежневой части, прирусловой отмели и перекатов. (рис. из Шанцера 1951, стр.55)   Перлювий - это скопление относительно крупного материала у вогнутого подмываемого берега. При размыве морен эти отложения могут состоять из валунов, хотя река может быть спокойной и равнинной. Вообще они объединяют продукты размыва ложа и бортов, а в ископаемом состоянии к ним следует относить так называемые внутриформационные брекчии. Пристрежневые осадки тяготеют еще к вогнутой части излучины и состоят из относительно грубозернистого материала. Это песок с гравием и галькой, сменяющийся вверх по разрезу более мелким и разнозернистым песком. Однако в целом - это наиболее плохосортированная фация руслового аллювия. Наиболее типичен для этой фации неправильно линзовиднослоистый тип слоистости, хотя встречается и косая одноонаправленная диагональная. Фация прирусловой отмели характеризуется значительно большей мелкозернистостью и однородностью состава, а также отчетливой косой однонаправленной или желобковой слоистостями. (рис. из Шанцера 1951, стр.45 -47). Осадки перекатов являются результатом придонных течений, формирующих намывную отмель и отличающихся своебразием поперечной циркуляции воды в промежутке между двумя плесами. Однако отложения, слагающие перекаты почти не переходят в ископаемое состояние. Могут сохраниться только в случае резкого прорыва реки.

Пойменные фации по классификации В.С.Муромцева подразделяется на отложения внутренней и внешней поймы. Фация внешней поймы включает песчано-алевритовые осадки береговых валов, русел прорыва и т.д. Прирусловые валы образуются при сгружении несомого рекой материала при паводках непосредсвенно рядом с руслом. Для этих отложений характерны разнозернистые структуры, возможна внутриформационная галька, прослои алевро-глинистого материала, слоистость ряби течений. Отложения внутренней поймы приурочены к наиболее низким и плохо дренируемым участкам поймы, Здесь отлагаются наиболее мелкозернистые преимущественно глинисто- алевритовые разности пород с гориризонтально-, линзовидно- и неяснослоистыми текстурами. С пойменными осадками всегда тесно связаны почвенные слои и образования, а также болотные.

Старичные фации занимают небольшие площади. В ископаемом состоянии они обычно объединяются с пойменным комплексом осадков, хотя и отличаются от них по составу- летом в старицах развивается богатая жизнь, осенью большая часть организмов гибнет, часто формируя сапропелевый ил, а при зарастании стариц высшей растительностью может накапливаться и торф.