Глава 5. Анализ геологического разреза

Анализ геологических разрезов позволяет геологам выяснить историю геологического развития рассматривае­мого района (Историческая геология, 1985).

Анализ разреза включает следующий комплекс

исследований:

25. Определение последовательности образования слоев;

26. Определение возраста пород, по возможности каждой толщи, пачки, слоя;

27. Генетический анализ всех пород, слагающих разрез. Фациальный анализ можно провести, если есть не­сколько разрезов;

28. Расшифровка истории тектонического развития данно­го участка земной коры;

5. Выяснение истории магматизма.Пример (Историческая геология, 1985): проведем ана­лиз геологического разреза Полюдова кряжа, располагающе­гося на стыке Тимана и Урала (рис. 4.1), и нескольких-разрезов палеозоя Восточного Казахстана. Первоначальныеисследования этого комплекса (п. 1 и п. 2) уже выполнены.Определены: последовательность образования слоев (№1) ивозраст толщ (№2).

Фациальный анализ всех пород, слагающих разрез (№3) может быть приведен в сокращенном виде в качестве примера только для силурийских отложений. Рассмотрим колонки разрезов силура, следующие друг за другом с запада на восток (рис. 4.1, в). Фациальный анализ слагается из трех видов исследований:

29. определения условий обитания организмов;

30. определения условий накопления осадков;

181

3) анализа фациальной изменчивости отложений.

Рис. 4.1. Геологический разрез Полюдова кряжа (Историче­ская геология, 1985): а—профиль; б—стратиграфическая ко­лонка; в—колонки силурийских отложении. 1, 2—конгломе­раты (1—галечные, 2— мелкогалечные); 3—гравелиты; 4— песчаники; 5—суглинки; 6—аргиллиты; 7— сланцы; 8—мер­гели; 9—известняки; 10 — доломиты

В первом, самом западном, разрезе вскрыты внизу ва­лунные и грубогалечные конгломераты, сменяющиеся вверх по разрезу мелкогалечными и гравелитами. Второй разрез

182

сложен такими же породами, но отличается от первого уменьшением размеров обломочного материала; верхняя часть толщи состоит из крупнозернистых песчаников. В третьем разрезе размер обломков становится еще меньше, вверху появляются глинистые и карбонатно-глинистые от­ложения. Четвертый, самый восточный, разрез сложен в основном карбонатными породами, и только внизу присут­ствует обломочный материал.

Для биофациального анализа нужны окаменелости, ко­торые обнаружены в последних трех выходах. В верхней части второго разреза и средней части третьего в песчани­ках найдены обломки раковин двустворчтых моллюсков. В глинистых породах третьего и четвертого разрезов присут­ствуют створки раковин беззамковых брахиопод. В карбо­натных отложениях найдены раковины замковых брахиопод, многочисленные фрагменты стеблей морских лилий, табу-ляты, одиночные и колониальные ругозы (некоторые из них в прижизненном положении), обломки и целые скелеты мша­нок, а также гастропод, наутилоидей и ракоскорпионов. Па­леонтологическая характеристика позволяет уверенно сде­лать вывод о существовании на востоке моря нормальной со­лености, теплого, мелководного, благоприятного для обита­ния разнообразной морской фауны (рис. 4.2). Обломки рако­вин в песчаниках свидетельствуют о захоронении их в под­вижной среде.

183

Рис. 4.2. Предполагаемая реконструкция силурийского моря района Полюдова кряжа

Литофациальный анализ основывается на текстурных и структурных особенностях пород в разных разрезах. В восточных разрезах наблюдается горизонтальная (парал­лельная) слоистость отложений. Поверхности напластования более или менее ровные со следами жизнедеятельности ило-ядных форм. В западных разрезах хорошо видна косая слоистость. Массовые измерения слоев в косых сериях пока-

184

зали преобладающее падение на восток. Поверхности напла­стования несут знаки струй, потоков, ориентированные при­мерно в широтном направлении. Встречаются в песчаниках знаки несимметричной ряби. Следовательно, на западе была подвижная среда осадконакопления, а на востоке — сравни­тельно спокойная.

Состав обломочного материала (твердый минерал— кварц), форма галек (более или менее изометричная), следы переноса (все гальки по степени окатанности — полууглова­тые) указывают на деятельность водных потоков. Хотя удлиненные и плоские гальки встречаются крайне редко, по измерениям 300 удлиненных галек установлена их преиму­щественно широтная ориентировка.

Анализ фациальной изменчивости состоит в изучении:

31. распространения отложений по площади;

32. изменения отложений по территории развития (смены по простиранию);

33. взаимоотношений с выше- и нижележащими отло­жениями;

4. мощности.Разновидности силурийских отложений сменяют друг

друга постепенно вверх по разрезу и по простиранию. Ус­тановлено закономерное уменьшение обломочного материа­ла вверх по разрезу и в восточном направлении. В этом же направлении появляется карбонатный цемент в обломоч­ных породах, меняется состав отложений. Мощность конг­ломератов в западных разрезах достигает 300 м, мощность карбонатно-глинистых отложений на востоке 160—200 м.

185

Грубообломочные породы в плане слагают неодинаковую по ширине, с пережимами полосу.

Основные выводы о палеогеографии района Полю-дова кряжа в силуре. Морской бассейн нормальной солено­сти находился дальше на востоке, а здесь располагалась его прибрежная часть, куда водными потоками с суши, нахо­дившейся на западе, приносился обломочный материал. Мономинеральный состав свидетельствует не только о даль­ности переноса, в процессе которого были разрушены менее устойчивые минералы и скатались обломки кварца, но, веро­ятно, и о длительном разрушении пород в области питания еще до начала их сноса.

Расшифровка тектонических движений данного участка земной коры (№4). Во-первых, необходимо выяс­нить смену фаций в разрезе и на площади. Палеогеография силура, изменение характера отложений по простиранию и вверх по разрезу говорят о постепенном опускании района и наступании моря (трансгрессии) в западном направлении. Прогибание в протерозое доказывается сменой грубозерни­стых мелководных отложений более глубоководными.

Во-вторых, проводится анализ стратиграфических несогласий. В разрезе есть два стратиграфических несо­гласия: между силуром и протерозоем и между силуром и средним девоном. Второе несогласие вызвано довольно бы­стрым поднятием. Если бы погружение до этого поднятия стало замедляться и, было постепенным, в разрезе произош­ло бы повторение (почти зеркальное отражение) отложений разных фаций: глубоководные отложения сменились бы мелководными и прибрежными, т. е. наблюдался бы полный

186

непрерывный трангрессивно-регрессивный комплекс (цикл). В рассматриваемом разрезе присутствуют только неполные циклы.

Стратиграфическое несогласие может быть вызвано и подводными размывами. При анализе несогласия важно выяснить: «выпавшие» из разреза толщи здесь не отлагались совсем или они уничтожены последующим размывом? Для этого изучают отложения непосредственно выше несогласия и в обломочном материале отыскивают следы исчезнувшей толщи (органические остатки, характерные минералы). В изучаемом разрезе установлено, что в раннем девоне весь этот район был сушей, областью размыва.

В-третьих, проводят анализ структурных несогла­сий, вызванных складчатыми движениями. Структурных не­согласий в разрезе одно: между протерозоем и силуром. Ус­тановлено одно несогласие, а складчатостей было две: первая — после накопления протерозойских толщ, но до си­лура; вторая—после ранней перми, до четвертичного перио­да. В дальнейшем, по мере прохождения курса, уточнится время проявления складчатостей: структуры этого района созданы байкальской (в конце протерозоя) и герцинской (в конце палеозоя) складчатостями.

Таким образом, в результате анализа геологического разреза восстановлена геологическая история района По-людова кряжа. В позднем протерозое на фоне интенсивного погружения идет накопление терригенных и карбонатных отложений. В конце протерозоя проявляется складчатость, на месте морского бассейна возникают складчатые горы. Они постепенно разрушаются, на выровненную поверхность

187

в силуре наступает море. После краткого поднятия в раннем девоне здесь снова идет интенсивное осадконакопление в морских условиях, продолжавшееся до раннепермской эпохи включительно. В конце палеозоя проявляется складчатость и весь этот район становится областью разрушения.

Выяснение истории магматизма (№5) на примере

схематических разрезов палеозойских отложений Восточно­го Казахстана (рис. 2.5) приведено в разделе 2.5.

^^^ ПРАКТИКУМ ПО ИСТОРИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ

^^ Материал, изложенный в главе 4 является

примером выполнения задания «блок-диаграмма» и пояс­нительной записки к нему из курса исторической геологии и примером написания главы «история геологического раз­вития» в отчете по второй крымской геологической практике. Описание истории геологического развития мо­жет быть дополнено графиками истории геологического раз­вития (палеогеографической, эпейрогенической и орогени-ческой кривыми).

188