Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Анализ мощностей и фаций тектонических движений геологического прошлого

Анализ мощностей и фаций тектонических движений геологического прошлого

15.10.2017

В районах с компенсирующимся тектоническим рельефом и преобладанием тектонического фактора в формировании структуры осадочной толщи возможно на основе анализа мощностей с учетом фациальных изменений, анализа перерывов и т. д. выяснить особенности развития тектонических форм.
Для тектонических форм высших порядков, т. е. небольших по размерам тектонических форм или так называемых «локальных структур» метод мощностей применяется обычно самостоятельно, без анализа фаций, поскольку фациальные изменения в пределах такой формы могут быть незначительными. Однако и при исследовании небольших структурных форм очень важно картину распределения мощностей дополнять данными о фациальных и литологических изменениях отдельных горизонтов.
При исследовании крупных областей ввиду значительности фациальных изменений они имеют коренное значение для выяснения особенностей развития структуры и взаимосвязи фациального состава слоев и мощностей. Анализ мощностей и анализ фаций в реконструкции тектонических движений геологического прошлого неотделимы друг от друга.
При фациальном анализе следует критически относиться к идеализированной и достаточно широко распространенной схеме расположения осадков относительно береговой линии (например, конгломераты — песок — глины — известняки). Необходимо полнее учитывать конкретные условия и особенности осадконакопления, которые не были известны до осуществления широких программ изучения океанов, как, например, отложения мутьевых потоков с накоплениями грубых песков и другого материала прибрежного происхождения на больших глубинах и огромном удалении от берега.
Важно уяснить себе роль изучения мощностей и фаций при реконструкции и исследовании тектонических движений. Мощности имеют размеры и поэтому вносят элементы метрики в изучение движений. Вместе с тем мощности могут соответствовать размерам вертикальных перемещений, могут быть больше или меньше их и, наконец, могут быть совершенно независимыми от перемещений. Фациальные данные (напомним, что фации не наблюдаются, а реконструируются и что такие реконструкции необязательно однозначны и что эта неоднозначность сказывается в конечном счете на качестве реконструкции тектонических движений) позволяют нам оценить возможность использования мощностей для реконструкции тектонических движений. Без фациальных данных мы не в состоянии оценить метрическое значение величин мощностей. С другой стороны, фациальные данные сами по себе не могут ничего дать для метрической характеристики движений. Если для какого-либо района (толщи) фациальные данные однородны (указывают на одинаковый и неизменный уровень формирования осадков) и определенны (указывают на этот уровень с точностью, которая будет сочтена достаточной для определения скорости движений), то мощность может быть принята как мера перемещений при тектонических движениях. При этом, конечно, обязательна хроностратиграфическая коррелируемость нижнего и верхнего пределов (например, подошвы и кровли слоя, пачки и т. п.) используемого интервала мощностей. Степень точности хро-ностратиграфического расчленения и корреляции должна отвечать точности, предъявляемой к измерению движений.
Тектонический анализ мощностей и фаций является методом, используемым в тектонике для восстановления на основе данных о составе, размещении и соотношениях геологических тел картины роста (или изменения) тектонических форм и ходе тектонических движений. Знание устанавливаемых этим анализом связей между фациальными типами отложений и тектоническими формами может быть использовано для структурных построений и поисков полезных ископаемых. Зная закономерные связи между тектоническими формами и распределением типов осадков, мы можем построить гипотетические карты и разрезы, указать на них области вероятного распространения интересующих нас фациальных типов и, проверяя наши построения бурением или другого рода разведочными работами, мы можем существенно развить наши неполные представления о структуре и ориентировать поиски полезных ископаемых.
Метод мощностей и фаций в таком случае применяется как бы в обращенном виде, т. е. не по фациям и мощностям определяются тектонические структуры и движения, а по тектонической структуре выясняется размещение вещества.
Такой обратный метод называют структурно-фациальным анализом; он заключается в изучении фациальных особенностей отложений на основе тектонического развития данного района и сочетает в себе методы, принятые в литологии и тектонике.
Анализ мощностей за последние десятилетия нашел широкое применение при исследовании тектонических движений (преимущественно их вертикальной составляющей) и развития структуры крупных областей. Однако можно также привести многочисленные примеры применения анализа мощностей для выяснения истории формирования отдельных куполовидных и брахиантиклинальных поднятий. Он осуществляется путем составления карт изопахит и диаграмм мощностей, показывающих изменение мощностей вдоль линии профиля. Для учета фациальных данных можно составлять карты фаций для отдельных горизонтов, толщ и т. д., но более целесообразно наносить фациальные данные на карты мощностей; это позволяет рассматривать мощности и фации, в природе тесно связанные друг с другом и отражающие единый тектонический процесс, совместно, не отрывая их друг от друга.
Необходимо составлять также фациально-литологические профили, показывающие изменения для ряда последовательных горизонтов и толщ вдоль линии профиля. На профилях следует не только изображать фации, но и показывать мощность горизонтов. В тех случаях, когда профиль пересекает крупные структурные формы, размеры которого того же порядка, что и ширина фациальных зон, на профиле могут быть изображены фации, мощности и структурные условия залегания слоев. Такой фациальный профиль позволяет судить о соотношении фаций и мощностей с геологической структурой.
Карты мощностей следует также дополнять профильными разрезами, по возможности с детальным расчленением той толщи, для которой составлена карта. Знание структуры толщи, выявляемой на таком профиле, позволяет судить о характере и причинах изменений мощностей.
Попытки решения вопросов тектонического развития на основании сопоставления карт мощностей разных горизонтов, но без привлечения фациальных данных и данных о перерывах являются односторонними и часто приводят к неправильным представлениям. При таком сопоставлении карт необходимо использовать принцип унаследованности, что позволяет прослеживать устойчивые тенденции развития структуры, сказывающиеся на сходном распределении мощностей по площади от горизонта к горизонту, а также избегать ошибок, связанных с интерполяцией (при проведении изопахит), осуществляемой по геометрическим правилам, но без учета геологической обстановки.
Часто считают, что анализ мощностей дает возможность судить более или менее точно о размахе вертикальной компоненты тектонических движений, поскольку предполагается, что погружение земной поверхности полностью компенсируется накоплением осадков. Эта идея была в очень осторожной форме сформулирована Г. Штилле, который считал, что по мощности осадков можно в известной мере судить о величине опускания, а затем значительно развита В.В. Белоусовым и другими исследователями. Однако в действительности полная компенсация погружения осадконакоплением является лишь частным случаем. Очень часто мощность осадков не отвечает размерам прогибания. Так, например, в некоторых геосинклинальных прогибах за длительные промежутки времени образовались толщи глубоководных осадков, обладающие полным стратиграфическим разрезом, однако весьма маломощные, что свидетельствует о длительном недокомпенсировании прогибания осадконакоплением.
Большое влияние на распределение мощностей может оказывать также рельеф, в условиях которого происходит осадконакопление. Следовательно, при использовании анализа мощностей следует его применять не чисто геометрически (т. е. считая, что линии равных мощностей в точности воспроизводят размеры погружения), а с учетом всей совокупности геологических факторов, возможно, влияющих на распределение мощностей.
Первая в нашей стране карта мощностей была составлена в 1913 г. И.М. Губкиным для рукавообразно залегающей нефтеносной толщи в основании майкопской свиты Нефтяно-Ширванского района. В данном случае изменения мощностей обусловливались рельефом ложа.
В 1924 г. анализ мощностей был применен Н.С. Шатским для палеозоя Донбасса. На основе этого анализа Н.С. Шатский пришел к заключению, что антиклинали и синклинали Донбасса заложены в каменноугольное время. Затем метод анализа мощностей широко применялся для исследования структуры многих нефтеносных областей России: Восточно-Европейской платформы, соляных куполов Днепровско-Донецкой впадины, Кавказа и других районов.
Намечаются две точки зрения по вопросу о значении мощностей при тектонических построениях:
Одна из них сформулирована В. В. Белоусовым в 1939 г.; он считал, что между быстротой накопления осадков и интенсивностью погружения земной коры устанавливается весьма полное соответствие и в течение продолжительных отрезков времени один процесс почти в точности компенсируется другим. Допускается, что все морские отложения мелководны и что глубоководные отложения в пределах современной суши почти неизвестны.
Другая основывается на ряде конкретных фактов: предполагается, что мощности отложений являются функцией не только размеров прогибания, но и ряда других геологических факторов. Такая точка зрения отражена в работах Д.В. Наливкина, Н.М. Страхова и др. Б.М. Келлер приводит примеры, противоречащие возможности повсеместного прямого использования величин мощностей для установления размаха тектонических движений. Например, им устанавливается, что палеогеновый флиш Сочинского района (Кавказ) представляет собой образования глубоководные, отлагавшиеся на глубинах 500—1000 м; следовательно, мощности флишевых отложений дают представление не столько о масштабе погружения, сколько о масштабе заполнения уже существующих впадин. Для Восточно-Европейской платформы, он же приводит данные В. А. Вахрамеева о залегании песчаников палеоцена Волгоградской области в эрозионных ложбинах в верхнем мелу. Здесь влияние эрозионного рельефа длительно сказывалось на распределении мощностей осадков; так, сглаживание рельефа амплитудой 25 м продолжалось в течение датского века и частично в палеоцене.
Анализируя различные взгляды, Б.М. Келлер пришел к выводу о том, что метод анализа мощностей при тектонических построениях имеет, несомненно, большое значение для решения вопроса о генезисе структурных форм и характере их движения. Полное соответствие между величиной прогибания и заполнения прогиба осадками наблюдается чаще всего в случае мелководных отложений. В прогибах геосинклинальных областей и эрозионных впадинах мощности определялись не прогибанием, а заполнением этих впадин осадками.
Возможности тектонического анализа мощностей с большой полнотой рассмотрены Р.Г. Гарецким и А.Л. Яншиным. Ими подробно охарактеризованы механизм формирования мощностей отложений и участие в нем различных факторов. Указанными исследователями рассмотрена, в частности, роль ветровых волнений в распределении осадков на морском дне, которые, как оказалось, не могут считаться фактором, обеспечивающим, согласно прежним воззрениям, полную компенсацию прогибания осадконакоплением. Ими рассматриваются также роль различных течений и суспензионных потоков, закономерности формирования мощностей некоторых морских органогенных образований (биогермов), континентальных. и вулканогенных образований; все эти процессы ведут к резко неравномерному накоплению мощностей и распределению их не в соответствии с размерами прогибания. Авторы справедливо считают, что всегда надо проанализировать генезис мощностей того или иного образования, прежде чем делать выводы о тектонических движениях.
Специальное изучение вопроса о соотношении мощностей и литологического состава отложений привело Р.Г. Гарецкого и А.Л. Яншина к выводу о том, что эти соотношения могут быть различными. Мощность может изменяться независимо от изменений литологического состава, но может быть тесно связана с этими изменениями (например, мощные прибрежные и предгорные акчагыльские отложения Южно-Каспийского бассейна, выраженные конгломератами, песчаниками, глинами и известняками, и маломощные тонкослоистые глины в центре бассейна, где господствовало прогибание). Отсюда следует, что, только зная фациальную природу сравниваемых мощностей, можно правильно использовать их в тектоническом анализе.
Изложение вопроса о значении анализа мощностей и характеристика некоторых новых аспектов в его применении показывают, что метод изопахит при применении его к выяснению тектонических движений должен уточняться в зависимости от особенностей геологического строения конкретных областей. Анализ мощностей должен применяться как одна из сторон более общего палеогеографического и палеонтологического анализа.