ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2010, № 1, с. 3-27
УДК 551
ОСАДОЧНЫЕ БАССЕЙНЫ, ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ И ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ. СООБЩЕНИЕ 1. БАССЕЙНЫ СЕДИМЕНТАЦИИ
© 2010 г. В. Н. Холодов
Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7; E-mail: rostislavn@yandex.ru Поступила в редакцию 20.05.2009 г.
В статье обосновывается выделение двух типов осадочных бассейнов — бассейнов седиментации и бассейнов породообразования (породных бассейнов), что отражает полный цикл развития осадочного процесса — от стадии мобилизации и переноса материала до отложения осадков, их трансформации в осадочные горные породы и формирования связанных с ними полезных ископаемых. Среди бассейнов седиментации различаются озера, внутриконтинентальные и окраинные моря, а также океаны, в которых фазовая дифференциация вещества протекает по разным схемам. Доказывается, что главным индикатором современного океанского процесса являются эвпелагиче-ские и миопелагические глины, аналоги которых отсутствуют в палеозойских отложениях. Утверждается, что каждому типу бассейнов седиментации присуща своя ассоциация осадочных полезных ископаемых.
В последнее время проблемы разведки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, поиски разнообразных месторождений твердых осадочных полезных ископаемых и всеобщее увлечение "тектоникой плит" поставили представления об осадочных бассейнах в центр геологической мысли. Об этом свидетельствуют многочисленные публикации зарубежных и российских исследователей, посвященные различным аспектам этой проблемы (В. Дикинсон, Д. Маккензи, А. Митчелл, Х. Ридинг, А. Белли, Г. Клейн, Р. Ин-герсолл, Г.А. Беленицкая, С.И. Романовский, А.Д. Щеглов, А.М. Никитин, Л.А. Певзнер, Ю.Г. Леонов, Ю.А. Волож и др.). Это подтверждается также публикацией многочисленных сборников, таких как "Литодинамика и минерагения осадочных бассейнов" [1998], "Минерагения осадочных бассейнов континентов и периклинальных областей" [1998] или "Осадочные бассейны: методика изучения, строение и эволюция" [2004].
Между тем, само определение понятия "бассейн" отличается удивительной расплывчатостью; бассейны связывают с деятельностью вод (гидрогеологический или водосборный бассейн), льда (фирновый или троговый бассейн), а также с распространением различных полезных ископаемых (угольный, нефтегазоносный или металлоносный бассейн). При этом обычно имеют в виду участок земной поверхности или стратисферы, содержащий те или иные образования, отличающие этот участок от соседних.
Термин осадочный бассейн чаще всего употребляется в тектоническом или литологическом варианте.
Американские геологи-тектонисты (В. Бухер, Е. Маккелви, А. Ирдли и др.) придали представлению "осадочный бассейн" крайнюю неопределенность. Так, например, в классической работе А.И. Ирдли [Багё1еу, 1951] со ссылками на В. Бухе-ра [ВисИег, 1933] сказано, что термин "бассейн" автор понимает в структурном смысле, как изометрическую депрессию, безотносительно к ее размерам и происхождению. Одни впадины могут иметь размеры штата, а другие — не более округов; некоторые бассейны корытообразны, а другие увеличены вдоль короткой оси. Само собой разумеется, что рассматриваемые депрессии выполнены осадочными, вулканогенными или метаморфическими образованиями. В заключение определения автор подчеркивал, что смысловые различия очевидны, а детализировать их нет необходимости.
В недавней работе Ю.Г. Леонова [2004] предлагается в качестве осадочного бассейна рассматривать современные отрицательные структуры осадочного чехла, т.е. тектонические впадины в их современной конфигурации, заполненные осадочными или осадочно-вулканогенными породами. При таком понимании разновозрастные отложения, выполняющие впадину, представляют собой преобразованные реликты многих бассейнов седиментации, конфигурация которых может совсем не совпадать с современной конфигурацией депрессии. При этом современные тектонические
режимы движений могут весьма существенно отличаться от палеорежимов осадконакопления в прошлом.
Основой для классификации осадочных бассейнов, рассмотренных со структурно-тектонических позиций (или с позиций "литогеодинами-ки"), является "плейт-тектоническая" гипотеза, согласно которой все процессы, протекающие на континентальном и океаническом блоке Земли, обусловлены движением литосферных плит. В этом случае выделяются три типа тектонических зон: зоны растяжения, осложненные дайками, вулканами и нормальными сбросами, зоны сжатия, сопровождающиеся складками и надвигами, и зоны горизонтальных смещений, сформированные поперечными, крупными сдвигами с огромными латеральными перемещениями коры. Более дробно типизировать бассейны чрезвычайно сложно. Так, например, Х.Г. Митчелл и Х.Г. Рединг утверждают: "... не существует простого подразделения осадочных бассейнов, так как следует также учитывать тип земной коры (континентальная, промежуточная или океаническая), движение плит и региональные и локальные поля напряжений" [Митчелл, Рединг, 1990, с. 235]. Поэтому авторы предлагают типизировать не осадочные бассейны как таковые, а тектонические обстановки, в которых они формируются и выделяют:
1) внутренние области, внутриконтиненталь-ные рифты и авлакогены;
2) пассивные континентальные окраины;
3) океанические котловины и поднятия;
4) обстановки зон субдукции;
5) обстановки зон горизонтального смещения;
6) коллизионные обстановки.
Характерно, что систематического сравнения
осадочных бассейнов, расположенных в этих различных структурно-тектонических зонах, с позиций литолого-фациального анализа, насколько мне известно, полностью никогда не проводилось.
Методику дальнейшего решения проблемы хорошо описал академик РАН А.Д. Щеглов в книге, посвященной литодинамике и минерагении осадочных бассейнов: "С помощью базовых положений литогеодинамики удалось обосновать тесную связь между геодинамической позицией палеобас-сейна и механизмом его заполнения разнофаци-альными осадочными комплексами. Эта связь наиболее рельефно выражается через индикационные ряды осадочных и вулканогенно-осадочных формаций. А сами эти ряды выводятся теоретическим путем из тектоно-седиментологи-ческих моделей осадочных бассейнов применительно к внутриплитным (рифтогенным), спре-динговым, субдукционным и коллизионным обстановкам, а затем сопоставляются с эмпирически наблюдаемыми последовательностями формаций" [Щеглов, 1998, с. 441, разрядка моя, В.Х.].
Далее тот же автор сообщает, что связь между геодинамикой и литологией принятыми методическими приемами удалось установить только в континентальных рифтах и глубоководных желобах. Во всех остальных геодинамических обстановках соответствия "пока установить не удалось".
Совсем иначе к проблеме осадочных бассейнов подходят литологи. Поскольку континентальные осадочные отложения играют очень небольшую роль в строении стратисферы континентов и океанов, составляя по данным А.Б. Ронова с соавторами [1990] всего 9.45% от всей ее массы, они основное внимание сосредоточили на субаквальных бассейновых отложениях. В работе Н.М. Страхова [1954] в качестве эталона осадочных бассейнов были рассмотрены современные и древние водоемы вместе с их голоцен-четвертичными осадками и древними осадочными породами — результатом преобразований бассейновых осадков. Детально исследовав механизм осадкообразования и становления осадочных пород в современных и древних водоемах, Н.М. Страхов, по существу, наметил основы учения об осадочных бассейнах. Оно было закреплено и продолжено в работах П.П. Тимофеева [1978, 1981, 1984] и В.Н. Холодова [1982, 1983], которые предложили различать осадочные бассейны седиментации и осадочные бассейны породо-образования или породные бассейны.
Бассейны седиментации представляют собой современные морфологические впадины, заполняемые субаквальными, реже — субаэральными осадками. Чаще всего это конечные водоемы стока обширных континентальных или островных поднятий, заполненные морской или пресной водой, содержащие голоцен-четвертичные осадки и связанные с ними осадочные полезные ископаемые. Эти конечные водоемы стока являются своеобразными моделями, на примере которых можно всесторонне изучить процесс современного осадкообразования, для того чтобы использовать эти сведения при реконструкции аналогичных явлений прошлого.
Породные бассейны представляют собой обособленные участки стратисферы, или слоистой осадочной оболочки Земли, связанные единой флюидо-геодинамической системой, общими термобарическими показателями и характерным комплексом полезных ископаемых. Чаще всего эти образования представляют собой впадины, но в некоторых случаях они могут быть приподняты и включены в орогенические зоны и пояса.
Такие участки стратисферы могут образовываться за счет одного или нескольких бассейнов седиментации. Так, например, слабопреобразо-ванными осадками Каспийского моря следует, по-видимому, считать только плиоцен-четвертичную часть разреза этого района; от плиоценовых и вплоть до юрско-меловых отложений осадочные толщи возникали в огромном Черноморско-Азов-
ско-Каспийском палеоводоеме, сильно отличающемся от современного Каспия по многим лито-лого-фациальным параметрам [Холодов, Неду-мов, 1996].
Следует, однако, подчеркнуть, что, несмотря на различия в условиях накопления осадков, осадочные отложения данного региона на стадии катагенеза трансформировались при сходных термодинамических условиях и при воздействии близких по составу газо-водно-нефтяных флюидов; это обстоятельство позволяет рассматривать весь район Каспийского моря и прилегающего в нему Предкавказья в качестве единого бассейна породообра-зования [Холодов, 1983].
В данной статье мы попытаемся более подробно проанализировать литологический аспект проблемы осадочных бассейнов седиментации. Ее не следует рассматривать как первый опыт в этом направлении; скорее она представляет собой попытку свести воедино разрозненные в литературе данные и составить самые общие представления об осадочных бассейнах в их литологическом понимании.
ОСАДОЧНЫЕ БАССЕЙНЫ СЕДИМЕНТАЦИИ
Бассейны седиментации — это те современные (голоцен-
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.