Учение о геологических формациях

Это отрасль геол., которая изучает закономерности состава, строения осадочных толщ, магматических комплексов, их размещение и распределение в ЗК, их происхождение и условия образования с целью реконструкции палеогеографической обстановки, тектонических режимов и с целью прогноза ПИ. Формации изучаются при сильном уменьшении масштаба модели (карты, профильные разрезы, колонки, блок-диаграммы). Задачи УОФ:

1 группа: выделить в разрезе ЗК обособленные геол.тела (геол.формации), изучить их состав, строение, условия формирования, связи с конкретными тектоническими структурами, связи с ПИ.

2 группа: на основании выявленных закономерностей реконструировать палеогеографическую обстановку времени накопления формации, тектонический режим времени накопления, прогнозировать ПИ в области распространения геол.формации.

1) сер.18 века. История термина и понятия геол.формация.

2) 30-е г. 20 века. Становление учения о геол.формациях.

- Авраам Верн – родоначальник школы нептунизма. Выделил толщи и расположил их от древних к молодым, создал местную стратиграфию и стал использовать термин «формация» для обозначения стратиграфического подразделения.

- Фред Рейн - рубеж 18 и 19 вв. Франц. геол.стали пытаться изучить условия образования толщ. Морские (континентальные), глубоководные (мелководные формации).

- Альп Мигель Бертран и Кобер на границе 19-х г. изучая геол. заметил, что в разрезе складчатых сооружений внизу лежат гнейсы, затем блестящие сланцы, затем флиш, и выше маласса следовательно в формации включались крупные тектонические комплексы, которые соответствовали определенным стадиям накопления толщ и их деформации.

- середина 30-х годов группы геологов стали переходить от изучения ГП к изучению горных толщ => геологических формаций.

1) вещественное направление (Н.С. Шатский). Формации – парагенезы ГП.

2) генетическое направление (И.М. Страхов и др.). Формация – генетический комплекс.

3) тектоническое направление (В.В. Белоусов). Формации - элементы разреза крупных тектонических циклов.

В настоящее время имеется много работ по обобщению геологоразведочной информации:

- монографии по описанию флишевых, молассовых, карбонатных терригенных, кремнистых формаций.

Геологические карты на которые нанесены формации – являются основой для карт тектонического районирования и для прогнозно-металлогенечиских карт.

Положение УОФ среди наук геологического цикла

УОФ вобрало в себя элементы стратиграфии, литологии, петрографии, структурной геологии, учения о ПИ и др. Например при изучении их вещ\состава и внутр.строения применяются методы литологии, петрографии, при оценке возраста – методы стратиграфии, структурной геологии, при выявлении обстановки образования – методы генетического анализа. Положение в них ПИ оценивается методами поисково-разведочного дела. Так или иначе УОФ тесно и напрямую связано со всем циклом геологических дисциплин и смежных с ними наук.

Методы исследований при изучении геологических формаций

Формации – очень крупные тела, изучаются с помощью графических (карты, колонки, блок-диаграммы) и текстовых (таблицы) моделей. Степень обобщения формационных подразделений зависит от масштабов, степени изученности, задач исследования.

Современные направления при выделении геологических формаций

При выделении геологических формаций обычно используются следующие признаки:

1) вещественный состав пород (определяется перечнем ГП, составляющих толщу);

2) строение толщи (определяется типами переслаивания);

4) степень обособленности в разрезе – характер кровли и подошвы толщи;

8) приуроченность к определенной структурной форме ЗК;

9) положение в разрезе крупного тектоно-седиментационного цикла (герцинского, альпийского и др.).

Перечисленные признаки могут рассматриваться как прямые (1-5), наблюдаемые непосредственно в обнажении, и косвенные (6-7), объективные (1-6) и субъективные (7-9).

4. Палеогеографическая обстановка накопления.

6. Геоморфологическая приуроченность формаций.

7. Положение в разрезе относительно общепланетарных тектонических циклов.

8. Стратиграфическая приуроченность формаций.

Проблемы наименования геологических формаций

В настоящее время достаточно актуальна проблема наименования геол.формаций. Известные из литературы известные термины (напр.флишевая, аспидная, молласовая и др. формации), относятся и характеризуют ассоциации формаций, а не сами формации. Названия нередко получаются очень громоздкими (напр.”мелкообломочная кварц-каолинитовая тонкослоистая пестроцветная формация”), особенно если парагенезис включает несколько типов пород, с приблизительно равным содержанием в разрезе. Подобных громоздких наименований не избежать до тех пор, пока не будет разработана и принята необходимая для этого терминология. Были попытки использования сокращенных буквенных и буквенно-цифровых обозначений, но по каким-то причинам признания не получили. С целью упрощения вероятно следует принять предложение об использовании региональных эталонов для наименования типов формаций, с географической привязкой к опорному разрезу (по парагенезису и строению).

Соотношение понятий используемых при изучении осадочных толщ и магматических комплексов

Геологическая формация - устойчивая во времени и пространстве парагенетическая ассоциация ГП, выделяемая по вещественно-структурным признакам.

Система, отдел, ярус – подразделения международной стратиграфической шкалы, которые выделяются в разрезе ЗК и характеризуются набором ископаемых остатков (флора и фауна).

Серия, свита – таксоны местной стратиграфической шкалы.

Генетический тип – совокупность ГП, образовавшихся в одинаковой палеогеографической обстановке, при господстве определенных процессов транспортировки и отложения материала (аллювий, делювий, пролювий и др.).

Структурный этаж(ярус) – совокупность слоев ГП, деформированных однотипно.

Таким образом, все выше перечисленные термины используются для различных характеристик осадочных толщ. Каждый их них характеризует одну из сторон толщи (генетический смысл, стратиграфическое положение, степень деформации). Ставить в один ряд эти категории, как это нередко делается, НЕПРАВИЛЬНО.

1. Гранитная формация. Орогенный этап общего воздымания складчатых областей, многофазные очень крупные тела, батолиты, штоки (Иссанский батолит 150Х30 км). В основном калиевые, роговообменковые, биотитовые граниты.

5. Формация гранитов Рапакиви. Древние платформы - PR.

1. Риолитовая формация. Верхний мел Охотско-Чукотского пояса.

Основные задачи палеогеографического анализа

Палеогеография – физико-географическое районирование поверхности Земли в бывшие геологические периоды (восстановление древних ландшафтов). Задача – восстановить факторы, которые влияли на осадконакопление в том или ином районе. Основные задачи:

1. Оконтуривание областей сноса и бассейнов осадконакопления.

2. Выяснения характера палеорельфа области сноса, общих черт геологического строения, климатических особенностей, расположения палеодолин речных систем.

3. Палеогеографическое районирование бассейна осадконакопления.

4. Установление черт эволюции палеогеографических обстановок на определенных временных рубежах.

Решение стратиграфических задач с помощью формационного анализа

Стратиграфия – наука, которая изучает последовательное напластование осадочных и осадочно-вулканогенных толщ. Основными задачами являются:

- корреляция одновозрастных частей разреза;

Свита – толща, удобная для картирования. В некоторых случаях формация близка к свите: формация > свиты, если монотонная толща глин, а в ней прослои известняков, тогда выделяют: свита глин, свита известняков, свита глин и т.д.. В другом случае свита > формации. По всему вертикальному разрезу восстанавливают трансгрессионно-регресионные циклы.

Основные задачи минерагенического анализа

Задача минерагенического анализа – изучение связей ПИ с рудовмещающей толщей. Конкретные задачи:

1. Установление прямых связей ПИ с типами геологических формаций.

2. Установление промышленной ценности формаций, отличающихся составом, строением, тектонической приуроченностью, но содержащих одинаковое ПИ.

3. Прогноз ПИ на основе типов рудоносных формаций, распространенных в регионе.

Эти задачи решаются с помощью составления формационных разрезов, колонок, структурно-формационных карт с вынесением на них всей совокупности сведений по минерагении формаций.

Тектонический анализ геологических формаций осуществляется на основе выявления, сравнительного изучения и интерпретации вещественных неоднородностей, наблюдаемых в земной коре. Основными задачами являются:

1. Разграничение областей, отличающихся типами структурных форм и их историей развития – тектоническое районирование.

2. Установление времени заложения крупных структурных форм, этапов их развития, последовательности преобразования.

3. Типизация структурных форм и их систем по вещественному выражению в разрезе.

4. Установление времени проявления и качественная оценка амплитуд вертикальных и горизонтальных перемещений смежных тектонических структур.

5. Глобальная корреляция тектонических движений.

6. Определение связей между тектоническими движениями и магматическими процессами.

- формирующиеся при поднятии магмы – м-ния W, Mo, Sb, Au-Ag, скарны, Pb-Zn;

- накапливающиеся в бассейнах: - гумидный климат – уголь, коры выветривания, Al, Ni;

- аридный климат – соли, J-Br, медные песчаники;

Угленосные формации характерны для платформенных и орогенных областей. В основном это Al-Si толщи, преимущественно м/обл формации или смешанные м/обл, глинистые. Генетические: полимиктовые, кварц-каолинитовые. С генетической точки зрения – это парагенезис озерных, аллювиальных, болотных, в редких случаях морских отложений. Болотные отложения => образование торфа => бурый и каменный уголь. Есть определенные пики по времени, когда угленосность проявляется на территории Евразии:

C₁ – угленосность на платформах; C_2-3 – орогенные области; P – на платформах и в орогенных областях; T₃ – орогенные области; J_1-2 – на платформах; J₃-K₁ – орогенные области; K₂ – на платформах; Pal – на платформах и в орогенных областях; N-Q – в орогенных обласях; Торф – на платформах. Угленосные формации приурочены либо к началу, либо к концу крупных тектонических циклов. В соответствии с этим они всегда имеют четко выраженное направленное строение. Они всегда ритмичны. Это связано с тем, что русло ходит по долине (эрозионная деятельность реки). Выделяют 2 типа угленосных формаций:

- паралические (формировалась в условиях прибрежных морских равнин, в них есть прослои известняков);

- лимнические (в отдельных озерных водоемах, которые в обилии присутствуют в межгорных впадинах, в горных областях);

Вещественный состав вмещающих толщ значительно влияет на качество угленосности (напр. полимиктовая толща – холодный климат – плохо, кварц-каолиновая толща – влажный климат - хорошо).

Al-Si м/обл и смешанные м/обл – глинистые формации, а так же карбонатные формации. Нефтегазоносность по всему фанерозою. Мин\состав Al-Si Ф. никак не сказывается на качестве нефти и газа. Значение имеют цемент и открытая пористость (проницаемость – говорит о коллекторных свойствах толщ). Наибольший интерес представляют сложные по составу смешанные глинисто-обломочные толщи, в которых пачки песчаных пород – коллекторы, чередуются с пачками глинистых пород – флюидоупорами. Интересны толщи, имеющие трансгрессивное строение: внизу песчаные породы, вверху – глины. Наибольшее значение среди карбонатных формаций имеют пористые породы с хорошей проницаемостью – органогенные, рифтогенные толщи (содержат биогермные массивы, продукты их разрушения), шлейфы мелкообломочных известняков. Терригенные коллектора на глубине 5 –7 км уплотняются. Карбонатные толщи с глубиной не уплотняются. Наиболее крупное месторождение – Персидский залив, прогиб предгорий. Наибольший интерес – Ф. орогенных впадин, кроме того платформы (Татарстан, Башкирия). В геосинклинальных областях неизвестны из-за высокого теплового потока, высокого метаморфизма и т.д.

В Al-Si глинистых толщах, в карбонатных толщах.

- V – Э₁ – Сибирская платформа, север Индостанской платформы.

- D₃ – Восточно-Европейская платформа (Белоруссия, Приуралье).

- J₃ – K₁ - Восточно-Европейская платформа, Забайкалье

Сланценосность выражается, как правило дм прослоями сланцев, с содержанием Cu до 30 – 40 %, это породы, пропитанные битумом. Это морские отложения, которые формировались в полуизолированных бассейнах с сероводородным заражением (Черное море). Это остатки водораслей и экскрементов животных, которые накапливаются во впадинах, где нет О₂. В размещении этих толщ отчетлива выраженна палеоклиматическая зональность. Они садятся в краевые части аридного климата, в зоне глубоководных бассейнов. Приурочены к моменту максимальных трансгрессий. Характеризуются тонкой, вероятно сезонной ритмичностью.

Нет до Э, там есть только высокоглиноземистые сланцы. Появляются с Э₃ – R, и до PZ, MZ, частично в KZ. Приурочены к эпохам поднятий, когда формируются поверхности выравнивания, коры выветривания. Участки распространения континентальных отложений. Виды месторождений:

- коры выветривания, эллювиальный генетичесский тип.

- осадочные бокситы – переотложение продуктов кор выветривания, лежащих в соседних озерах, реках и т.д.

Бокситоносные формации встречаются либо в разрезе теригенных формаций (продуктивные), либо в карбонатных толщах, приуроченных к карстовым понорам, пустотам.

- D_2/3 – СУБР (Северно-Уральский Бокситоносный Район – «Красная Шапочка») – зоны былых островных поднятий.

- C₁ – Вост.-Европейская платформа (северо-запад), обрамление Балтийского щита, где продукты выветривания базитовой формации (Тихвинская формация).

- K₁ap-al – Юго-Запад Сибири – трансгресивно залегающая толща, вблизи щита молодых платформ.

- K₂ – Pal – коры выветривания в районе Енисейского кряжа на рифейских известняках.

Эти формации накапливались в обстановке теплого, влажного (гумидного) климата, в условиях пениплена (предгорных равнин).

Морские отложения. Известны в пределах платформ и Г/С областей. Широко развиты на территории бывших срединных массивов, микроконтинентов. Формируются на шельфе, близко к континентальному склону, где поднимаются холодные воды (процесс апвелинга). Желвакообразные стяжения фосфоритов в глинистых и кварц-глауконитовых формациях (J₃ – Вост.-Евр. платформа), карбонатных толщах (V-Э₁, Э – Каратау, Монголия, Прибайкалье)

Все типы толщ в которых встречаются каменная, K, Na, Mg соли. Не встречаются в Г/С областях. Приурочены к платформенным и орогенным областям, областям молодых рифтогенных структур. Это районы былого аридного климата.

- D₂ – D₃ - Сибирская платформа, Вост.-Евр. платформа, Алтай-Саянская область.

- P₂ – Цехштейн. J₃ – Ср. Азия, Предкавказье (южная область).

- N₁² – N₁¹ – Альпийская область, Туранская плита, Прикарпатье, Закарпатье.

Наиболее интересны мощные сульфатно-хлоридные толщи, которые залегают в регрессивном ряду, залегают на карбонатных породах, сменяются красноцветными, там возможны месторождения Br, J. С ними связанны диапировые структуры, к которым тяготеют месторождения нефти и газа, т.к. соль – хороший флюидоупор.

Самородная S (как правило). Платформенные и орогенные области. Связаны с зонами сочленения карбонатных и сульфатно-галогенных толщ.

- толщи, которые выделяются в разрезе ЗК. И характеризуются набором ископаемых остатков, это возрастные стратиграфические подразделения (международной шкалы).

Обычно выделяют смешанный класс формаций, когда трудно сказать, каких больше, там есть:

- Алюмосиликатные – карбонатные – хлоридные

Это очень большой и наиболее распространенный класс.

Существуют очень разные классификации магматических формаций, большая часть которых основанна на приуроченности к типам структур и стадиям развития.

- инициальный магматизм (ранняя стадия г/с цикла)

Эти семейства делятся на вулканические (эффузивные) и плутонические (интрузивные).

Нередко выделяют вулкано-плутонические комплексы.

1. Дунит-перидотитовая формация (дунит-гарцбургитовая формация).

Крупные массивы, которые приурочены к зоным глубинных разломов (Баженовский массив – асбест, Халиловский массив - Cr).

Полосчатые тела, дуниты, как правило, полностью серпентинизированны.

Главная гипотеза происхождения: т.к. они ассоциируют с габбро, долеритами и др., это выжимки мантийного слоя из по глубинным разломам, как правило там нет контактовых изменений => внедрялись они в полухолодном состоянии.

2. Перидотит-пироксенитовая формация. Крупный Колванский массив на Кольском полуострове, Кимперсайский массив в Казахстане.

Кимберлитовая формация. Сложена ультраосновными породами повышенной щелочности, распространена на древних платформах, образует систему даек, трубок (г. Мирный, Архангельская обл.).

Есть трубки в более молодых складчатых областях.

- орогенный этап общего воздымания складчатых областей, многофазные очень крупные тела, батолиты, штоки (Иссанский батолит 150Х30 км).

В основном калиевые, роговообменковые, биотитовые граниты.

2. Формация гранитов Рапакиви – древние платформы PR.

1. Риолитовая – вехний K₂ Охотско-Чукотского пояса.

1 группа исследователей реконструируют первичный состав породы и по нему изучают породы (но реально это можно сделать с малоизмененными).

2 гр. говорит, что надо выделять типы метаморфических толщ, по ним можно прослеживать тектонические движения, приведенные к этому и т.д.

Ортометаморфические породы – продукт изменения магматических пород.

Параметаморфические породы – тоже самое + осадочные породы.

- формация графит-дистен-силиманитовых сланцев и гнейсов

7. Группа карбонатных метаморфических формаций

Нет до Э, там есть только высокоглиноземистые сланцы. Появляются с Э3 – R, и до PZ, MZ, частично в KZ.

Приурочены к эпохам поднятий, когда формируются поверхности выравнивания, коры выветривания.

Участки распространения континентальныз отложений.

1. коры выветривания, эллювиальный генетичесский тип.

2. осадочные бокситы – переотложение продуктов кор выветривания, лежащих в соседних озерах, реках и т.д.

D_2/3 – СУБР (Северно-Уральский Бокситоносный Район – «Красная Шапочка») – зоны былых островных поднятий.

C₁ – Вост.-Европейская платформа (северо-запад), обрамление Балтийского щита, где продукты выветривания базитовой формации (Тихвинская формация).

K₁ap-al – Юго-Запад Сибири – трансгресивно залегающая толща, вблизи щита молодых платформ.

K₂ – Pal – коры выветривания в районе Енисейского кряжа на рифейских известняках.

Фосфоритоносные формации. – морские отложения.

Известны в пределах платформ и геосинклинальных областей.

Широко развиты на территории бывших срединных массивов, микроконтинентов.

Формируются на шельфе, близко к континентальному склону, где поднимаются холодные воды (процесс апвелинга).

Желвакообразные стяжения фосфоритов в глинистых и кварц-глауконитовых формациях (J₃ – Вост.-Евр. платформа), карбонатных толщах (V-Э₁, Э – Каратау, Монголия, Прибайкалье)

Соленосные формации. – все типы толщ в которых встречаютя каменная, K, Na, Mg соли.

Не встречаются в геосинклинальных областях.

Приурочены к платформенным и орогенным областям, областям молодых рифтогенных структур. Это районы былого аридного климата.

D₂ – D₃ - Сибирская платформа, Вост.-Евр. платформа, Алтай-Саянская область.

N₁² – N₁¹ – Альпийская область, Туранская плита, Прикарпатье, Закарпатье.

С ними связанны диапировые структуры, к которым тяготеют месторождения нефти и газа, т.к. соль – хороший флюидоупор.

Сероносные формации. – самородная S (как правило).

Платформенные и орогенные области. Связаны с зонами сочленения карбонатных и сульфатно-галогенных толщ.

формируются при поднятии магмы (салические формации), т.е. кислые интрузи с которыми связанны месторождения W, Mo, Sb, Au-Ag, скарны, Pb-Zn

1. гумидный климат – уголь, коры выветривания, Al, Ni

2. аридный климат – соли, J-Br, медные песчаники.

Для орогенных формаций – важно в какой климатической обстановке они формируются.

Тоже есть положительные и отрицательные структуры

Если древние платформы – докембрийские метаморфические толщи – все месторождения, которые с ними связанны, но во время самого платформенного режима здесь формируются коры выветривания, которые смываются в бассейн

1. гумидный климат – угли, Fe₂O₃ (Fe- бурые угли), Mn.

2. аридный климат – соли, медные песчаники, S.

1) сер.18 века. История термина и понятия геол.формация.

2) 30-е г. 20 века. Становление учения о геол.формациях.

1) вещественное направление (Н.С. Шатский). Формации – парагенезы ГП.

2) генетическое направление (И.М. Страхов и др.). Формация – генетический комплекс.

3) тектоническое направление (В.В. Белоусов). Формации - элементы разреза крупных тектонических циклов.

В настоящее время имеется много работ по обобщению геологоразведочной информации:

- монографии по описанию флишевых, молассовых, карбонатных терригенных, кремнистых формаций.

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: