ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2008, № 4, с. 377-395
УДК 551
ВОПРОСЫ СВЯЗИ ЛИТОЛОГИИ И ТЕКТОНИКИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНОВ
© 2008 г. Н. П. Чамов
Геологический институт РАН 119017 Москва, Пыжевский пер., 7; E-mail: nchamov@yandex.ru Поступила в редакцию 11.02.2008 г.
Взаимосвязь тектонических и осадочных процессов реализуется на разных иерархических уровнях -от общей геодинамической позиции осадочного бассейна до поведения локальных структур в его пределах, а также на разных этапах эволюции бассейна - от седиментационного к породному. В статье на ряде примеров рассмотрены вопросы, связанные с отражением тектонических процессов в осадочных последовательностях, разработкой комплексных тектоно-седиментационных моделей осадочных бассейнов, выявлением минералого-петрографических и петрохимических индикаторов тектонических обстановок, а также изучением взаимного влияния тектонических и литогенетиче-ских факторов на процессы в бассейнах породообразования.
Изучение осадочных бассейнов (ОБ) - сложных природных объектов разной генетической природы является одним из приоритетных направлений в области наук о Земле для решения фундаментальных и прикладных проблем геологии, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.
Только за последнее десятилетие в России появилось несколько крупных монографий, касающихся общих вопросов геологии осадочных бассейнов: "Геоисторический и геодинамический анализ осадочных бассейнов" [Никишин и др., 1999], "Литогеодинамика и минерагения осадочных бассейнов" [1998], "Минерагения осадочных бассейнов континентов и периконтинентальных областей" [1998], "Осадочные бассейны: методика изучения, строение и эволюция" [2004].
В последней из них Ю.Г. Леонов, определяя главные особенности стратегии изучения ОБ на современном этапе, приводит ряд положений, смысл которых сводится к следующему.
В отличие от прежнего подхода, объектом изучения является не только осадочное выполнение бассейна, но и весь объем горных пород, вовлеченных в формирование ОБ. Они представляют собой единую систему, все части которой -осадочный чехол, фундамент, кора - находятся во взаимодействии, и между ними происходит обмен энергией, водой и флюидами. В результате этих сложных процессов происходит перераспределение и преобразование вещества, формирование разных видов полезных ископаемых, в том числе залежей углеводородов, которые сосредоточены не только в осадочном чехле, но и в породах фундамента.
Происходящие в ОБ процессы становятся особенно интенсивными в условиях активного тектонического режима и при его изменении, когда происходит перестройка всей системы этих процессов.
В силу того, что ОБ являются частью более сложной системы структур, их эволюция зависит от комбинации внутренних, региональных и глобальных причин.
Опираясь на понятийную базу современного уровня исследований ОБ и вводя некоторые искусственные ограничения, необходимые для практического оконтуривания бассейнов в реальной геологической среде, Ю.Г. Леонов дает следующее определение ОБ: "...под термином 'осадочный бассейн' во всех случаях понимается выраженная в современной структуре впадина ('бассейн породообразования') на коре любого типа, заполненная недеформированным или умеренно деформированным осадочным чехлом мощностью в депоцентре не менее 0.5 км и теоретически характеризующаяся (объединенная) единой системой флюидогидродинамики" [Осадочные..., 2004, с. 17].
Из принятого определения следует, что ОБ приблизительно соответствуют "бассейнам породообразования" П.П. Тимофеева [1978, 1984] и "структурным бассейнам" Ч.Б. Борукаева [1999]. Это понятие не идентично понятию "седиментаци-онный бассейн" или "бассейн осадконакопления". В то же время в тех бассейнах, где в настоящее время продолжается прогибание и накопление осадков, понятия "седиментационный бассейн" и "бассейн породообразования" могут совпадать.
Приведенные выше соображения иллюстрируют тот факт, что ни одна из геологических дис-
циплин в отдельности не в состоянии выявить и в должной степени изучить все факторы, участвующие в заложении и развитии ОБ. Совершенно справедливо авторы монографии "Бассейновый анализ" Ф.А. Аллен и Дж.Р. Аллен [Allen, Allen, 1990] отмечают, что изучение осадочных бассейнов привело к беспрецедентно тесному сотрудничеству специалистов разных областей наук о Земле - геофизиков, тектонистов, седиментологов, стратиграфов, минералогов, геохимиков, изото-пистов, рудников и др.
Масштабы литолого-тектонических исследований при изучении осадочных бассейнов варьируют в широких диапазонах: от локальных струк-турно-фациальных наблюдений для отдельных депоцентров до крупных формационно-геодина-мических реконструкций в латеральных рядах исторически сопряженных ОБ.
Примером такого крупномасштабного обобщения является статья С.Г. Самыгина и Т.Н. Херасковой, посвященная реконструкции геологических процессов в связи с раскрытием Уральского палеоокеана [Самыгин, Хераскова, 2005]. При изучении нижнеордовикских отложений Эбетин-ской антиформы на Южном Урале авторами выделены четыре типа разрезов, формирование которых происходило по разные стороны кордильерского поднятия, возникшего на краю Восточно-Европейского палеоконтинента на месте доордовикского вулканического пояса. Рассмотрение вертикальных и латеральных соотношений разных типов осадочных ассоциаций, их фациальных особенностей и условий седиментации позволило реконструировать седиментацион-ные обстановки, геодинамические условия и тектонические процессы в области сочленения па-леоконтинентального и палеоокеанического секторов Южного Урала в начале ордовика. Выс-нилось, что, вопреки широко распространенному мнению, в самом начале ордовика заложился не Уральский палеоокеан, а лишь Сакмарский окраинный бассейн, отделявшийся от главной океанической области кордильерным поднятием, которое позже было частично разрушено, частично же вошло в зону Уралтау.
При среднемасштабных фациальных реконструкциях объектами исследований становятся собственно осадочные бассейны или их части. В качестве примеров можно привести опыт реконструкции вендского передового прогиба юго-запада Сибирской платформы [Советов, Благови-дов, 2004], а также сравнительный анализ геологического строения, обстановок седиментации и нефтегазоносности Месопотамского и Терско-Каспийского передовых прогибов [Конюхов, Ма-леки, 2007].
В данной статье делается попытка на примерах некоторых ОБ разного геодинамического ти-
па показать важность комплексного подхода к их изучению и, прежде всего, взаимозависимость ли-тологических и тектонических методов исследования.
ОТРАЖЕНИЕ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ОСАДОЧНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЯХ
Впервые теснейшая связь тектоники и литологии была показана в XIX веке Н.А. Головкин-ским, который первым объяснил формирование слоистой структуры осадочных толщ колебательными движениями. Именно такой подход к пониманию процессов формирования осадочного разреза позволил ему на четверть века раньше немецкого геолога К. Вальтера установить, что вертикальная последовательность фаций повторяет их распределение в плане. Позже соотношения между колебательными движениями и их геоморфологическим выражением было подробно рассмотрено В.В. Белоусовым в монографии "Основные вопросы геотектоники" [Белоусов, 1962]. Значительное внимание в этой работе было уделено вопросам формирования фаций и мощностей отложений в зависимости от колебательных движений земной коры, а также тектонической интерпретации разрезов осадочных толщ. В монографии "Железорудные фации и их аналоги в истории Земли. Опыт историко-геоло-гического анализа процесса осадкообразования" Н.М. Страхов [1947] показал четкую связь накопления бокситов, железных и марганцевых руд с тектоническими и климатическими факторами.
Разрабатывая учение о геологических формациях как естественных ассоциациях горных пород, Н.С. Шатский доказывал, что формацион-ный анализ может быть использован для решения вопросов как в области литологии, так и общей и региональной тектоники, стратиграфии, поисков и картирования месторождений полезных ископаемых [Шатский, 1955, 1960].
Обусловленные доминирующим тектоническим режимом структурообразующие процессы предопределяют как формирование пространства, потенциально пригодного для аккумуляции осадков, так и характер их локализации в его пределах. Именно анализ распределения фаций в сочетании с изучением структурного плана ОБ является ведущим методом реконструкции тектонического режима, контролирующего особенности седиментации.
Огромный вклад в развитие фациально-цикли-ческого, фациально-парагенетического, фациаль-но-геотектонического анализа внесли Д.В. Налив-кин, Л.Б. Рухин, Н.Б. Вассоевич, Г.А. Иванов, Ю.А. Жемчужников, В.И. Попов, И.В. Хворова, В.Т. Фролов, П.П. Тимофеев и др.
История зарождения и развития структурно-фациального и структурно-палеогеографического анализов, позволяющих судить о связи фаций осадочных отложений с развитием тектонических структур, представлена в недавней статье В.Н. Холодова с соавторами [2007], где рассматриваются литолого-тектонические закономерности распределения сеноманских фосфоритов в Днепрово-Донецкой впадине. Авторам удалось убедительно показать значение структурно-фа-циального анализа в решении геологических задач разного масштаба - от особенностей распределения рудных залежей в пределах отдельного месторождения до глобальных проблем геотектоники на палеогеографической основе. В статье подчеркнуто то огромное значение, которое придавали комплексным литолого-тектоническим исследованиям ведущие ученые российской геологической школы: А.Д. Архангельский, В.В. Белоусов, И.М. Губкин, А.П. Карпинский, А. Левор-сен, А.Н. Мазарович, Д.В. Наливкин, Н.М. Страхов, В.Е. Хаин, Н.С. Шатский и др.
Большое внимание реконструкции тектонических обстановок по фациальным признакам осадочных пород уделяют и зарубежные ученые, о чем свидетельствует огромное количество публикаций. Крупные обобщения и методические разработки выполнены такими замечательными исследователями, как В.С. Крамбейн, Л.Л. Слосс, А.Х.Г. Митчелл, Х.Г. Рединг, Д
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.