ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2015, № 2, с. 148-158
УДК 551.81.82
ПРОБЛЕМА ДИАГНОСТИКИ ДРЕВНИХ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
© 2015 г. Н. М. Чумаков
Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7;
E-mail: chumakov@ginras.ru Поступила в редакцию 08.07.2013 г.
Повышенный интерес к древним ледниковым отложениям, проявляемый в последнее время, обусловлен актуальными проблемами. Во-первых, стремлением понять причины и масштабы климатических изменений на Земле в связи с ожидаемым потеплением. Во-вторых понять как оледенения и дегляциации влияют на биосферу и биоту. Материальными следами древних оледенений являются отложения ледников. Идентификация этих отложений в доплейстоценовых разрезах представляет достаточно сложную задачу ввиду конвергентного внешнего сходства ледниковых и некоторых отложений не связанных с лндниками. В настоящее время к ледниковым отложениям нередко относят тиллитоподобные образования (диамикты) без необходимого анализа их литологических признаков и фациальных связей. В статье кратко рассматриваются признаки, которые используются для диагностики отложений ледников и даются сравнительные оценки их значимости. Подчеркивается, что для диагностики ледниковых отложений совершенно недостаточно присутствия диа-миктов и упоминаний о находке в них камней с отдельными штрихами или камней, рассеянных в тонкослоистых породах. Необходимы подробные описания и изображения обнаруженных признаков, а также анализ латеральных и вертикальных фациалных связей диамиктов. В заключение перечислены главные диагностические признаки основных фаций отложений ледников.
DOI: 10.7868/S0024497X15010024
Материальными свидетельствами оледенений являются отложения, в комплекс которых входят достаточно разнородные фациальные образования: отложения наземных покровных и шельфо-вых ледников, породы криолитозоны, отложения ледниковых водных потоков, ледниковых озер, айсбергов, наземных и подводных оползней, различных дебритов и др. [Hambrey, 1994; Benn, Evans, 1998 и др.]. Наиболее своеобразными породами, сохраняющимися в геологической летописи и имеющими самое важное диагностическое значение, являются отложения, образованные непосредственно ледниками, главным образом покровными и шельфовыми (тиллы и тиллиты)1, и отложения, возникшие при участии ледников (айсберговые). Диагностика тех и других является, особенно для до-плейстоценовых отложений, определенной проблемой, сохраняющей свою остроту до сегодняшнего дня. Это связано с трудностями, которые возникают при изучении пород внешне похожих на тиллы и тилли-ты, но имеющих иное происхождение, а также с утратой большинством до-плейстоценовых ледниковых отложений геоморфологических и некоторых других тонких литологических признаков. В конце 50-х и в 60-х годах ХХ в., после открытия
1 Отложения горных ледников сохраняются в геологических разрезах в исключительных случаях.
и описания многочисленных неледниковых тил-литоподобных отложений (наземных и подводных оползней, олистостром, дебритов, сезонных льдов и других), некоторые исследователи стали сомневаться в возможности однозначно диагностировать тиллы и тиллиты [Crowell, 1957; Schwarzbach, 1963; Dott, 1961], а другие — пересмотрели представления о генезисе отложений, считавшихся ранее ледниковыми [Григорьев, Се-михатов, 1958; Schermerhorn, Stenton, 1963; Winterer, 1964; Волин, 1965; Клитин, 1965; Чувардин-ский, 1973 и др.]. В этом отношении крайнюю точку зрения выразил А.В. Волин. Он утверждал, что "...все установленные до сих пор тиллиты мира вряд ли являются гляциальными породами" [Волин, 1965, с. 218]. Сомнения усиливались тем, что к ледниковым отложениям порой относили брекчии явно не ледникового происхождения [Чураков, 1938; Лунгерсгаузен, 1957]. Для преодоления трудностей диагностики ледниковых образований потребовались многочисленные детальные исследования тиллитоподобных пород разного возраста на разных континентах [Dow, 1965; Schenk, 1965; Kilburn et al., 1965; Reading, Walker, 1966; Чумаков, 1968; Biju-Duval, Gariel, 1969; Dow, Gemuts, 1969; Young, 1970; Зубцов, , Frakes, 1975; Crowel, 1978; Biju-Duval et al., 1981; Deynoux, Trompette, 1981 и многие другие]. В 60-е—80-е годы ХХ века на основе этих исследований были
сформулированы более строгие критерии диагностики древних ледниковых отложений [Harland et al., 1966; Flint, 1975; Чумаков, 1978, 1990; Boul-ton, Deynoux, 1981; Chumakov, 1992 и др.]. Были опубликованы монографии о древних ледниковых отложениях разного возраста: докембрий-ских [Чумаков, 1978; Chumakov 1981], домезозой-ских [Crowell, 1999] и доплейстоценовых [Ham-brey, Harland, 1981; Чумаков, 1984, 1987]. Успехи гляциогеологи породили в последующие годы противоположный крен в умонастроении исследователей. Скептицизм сменился излишним энтузиазмом, в результате которого сейчас многие (особенно докембрийские) тиллитоподобные породы и даже некоторые брекчии и конгломераты стали трактоваться как ледниковые без достаточной аргументации. Этому не мало способствовали представления о глобальном распространении ледниковых отложений, связанные с популярной гипотезой тотальных оледенений Земли в раннем и позднем протерозое [Kirschvink, 1992. Hoffman, Schrag, 2002 и др.]. Примеров недостаточно аргументированных и спорных определений генезиса ледниковых отложений достаточно много. Им посвящен ряд публикаций [Arnaud, Eyles, 2002, 2004; Edwards, 2004; Eyles, Januszczak, 2004; Eyles, 2008 и др.]. Приведем еще несколько примеров. Одним из них могут служить карбонатные тилли-топодобные породы пачки Петровбреен в формации Эльбобреен на северо-востоке о-ва Шпицберген, которые трактуются как марино-гляциальные отложения [Hambrey, 1982]. Эти диамиктиты развиты спорадически, имеют весьма изменчивую мощность и состав, целиком состоят из глинисто-карбонатного матрикса и рассеянных в нем не-окатанных и слабоокатанных обломков доломита и кремней. Состав обломков аналогичен подстилающим отложениям. Отмечены лишь единичные фрагменты вулканитов. В пластах доломитов, которые подстилают, переслаиваются или замещают ди-амиктиты по простиранию, наблюдаются следы оползневых деформаций и брекчии. На обломках доломитов изредка встречается штриховка, которая покрывает округлые поверхности. Частично эта штриховка возникла на явно пластичном материале. Данные особенности тиллитоподоюб-ных пород скорее указывают на локальное и оползневое их происхождении [Чумаков, 1978]. Обыкновенными карбонатными брекчиями является, очевидно, также "верхний горизонт тил-литов" в боксонской свите Восточных Саян, упомянутый П.В. Осокиным и А.В. Тыжиновым [1998]. Не приведено никаких реальных доказательств ледникового происхождения двух горизонтов тиллоидов в суировской и толпаровской свитах Ю. Урала [Горожанин, 1988]. Недоказанным, несмотря на ряд публикаций, остается ледниковое происхождение чивидинских тиллито-подобных пород Енисейского кряжа [Советов,
Комлев, 2005; Покровский и др., 2012]. Эти и многочисленные другие примеры свидетельствуют о том, что авторы не всегда приводят достаточные доказательства ледникового происхождения тиллитоподобных пород, а приводимые — не всегда убедительны. Поэтому проблема диагностике следов древних оледенений все еще актуальна.
Данная статья имеет практическую цель — рассмотреть признаки, которые могут использоваться для диагностики собственно ледниковых отложений и дать сравнительную оценку их значению. Более общая цель статьи — показать, что диагностика ледниковых отложений требует специальных полевых наблюдений и некоторых лабораторных исследований.
ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДРЕВНИХ ОЛЕДЕНЕНИЙ
Описательные. Типичные тиллитоподобные породы в большинстве случаев характеризуются преобладанием разнозернистого песчано-алевро-глинистого матрикса, в котором рассеяны, как бы "плавают", обломки псефитовой размерности
(камни) . Для обозначения обломочных пород с подобной структурой вне зависимости от их генезиса использовалось множество чисто описательных наименований. Долгое время самыми ходовыми, но с петрографической точки зрения не точными названиями были "валунные слои" или "валунные глины". Предлагались также термины "тиллоиды" [В1аск^еЫег, 1931], "галечные алев-ропелиты" [Crowe11, 1957], "валунно-галечные аргиллиты" [Григорьев, Семихатов, 1958], "ред-когалечные конгломераты" [Есипов, 1963] и многие другие термины, точных определений которых обычно не приводилось. Для ряда других терминов содержание основных гранулометрических фракций были оговорены качественно или реже количественно (рис. 1). В русской литературе для не-литофицированных ледниковых пород использовались, например, термины валунные пески, валунные супеси, валунные суглинки, валунные глины [Геологический словарь, 1973]. Для тиллитоподобных пород, имеющих песчано-алеврито-во-глинистый матрикс, было предложено использовать термины "микстумы" и "микститы" соответственно для нелитофицированных и ли-тофицированных разностей [8сИегтегИогп, 1966]. В последние годы в специальной литературе за такими породами прочно закрепились, однако, другие названия: "диамиктоны" (несцементированные разности) и "диамиктиты" (сцементированные разности), хотя по первоначальному опре-
2 В русской литературе крупная псефитовая составляющая тиллитоподобных пород обычно именуется "валунами" или "гальками", что совершенно не согласуется с петрографическим пониманием этих терминов.
Обломки >2 мм
% 70
35 -
20
10 -
Н К
е -
о с
5 F ч ftW s о о „ s
gvo S м О F
о М & ооб к
0
Преобладающие фракции матрикса
Конгломераты, конглобрекчии, брекчии, галечники и др.
Конгломераты, конглобрекчии, брекчии и др. псефиты с базальным матриксом
Гравий
Песок
Алеврит
Глина
Рис. 1. Соотношения основных терминов, обозначающих породы с мелкозернистым матриксом и рассеянными в нем обломками псефитовой размерности [Chumakov, 1992].
Валунные (в.) пески, супеси, суглинки и глины [Геологический словарь, 1973]; диамиктоны и диамиктиты [Flint et al., 1960a, б], диамикты [Harland et al., 1966]; джетымиты [Джолдошев, 1964]; микстумы и микститы [Schermerhorn, 1966]; миктиты
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.