Back Up Next

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСАДОЧНЫЕ ФОРМАЦИИ И ЭВОЛЮЦИЯ ЗЕМЛИ

Тимофеев П.П.
ГИН РАН, Москва

        1. Наука об осадочных породах в настоящее время приобрела основополагающее значение и наряду с петрологией, стратиграфией и геотектоникой представляет собой фундаментальный раздел в геологии.

        2. Главнейшими теоретическими составными частями осадочной геологии являются две обособленные, самостоятельные, но неразрывно связанные части: седиментология (седиментология - процесс накопления осадков и седиментогенез - образование осадков) и литология (литификация - процесс превращение осадков в осадочные породы и литогенез - стадийное образование пород от диагенеза до метаморфизма регионального или погружения включительно). Практически их следует рассматривать как две самостоятельные науки.

        3. Основополагающими методами седиментологии являются комплексное детальное литолого-фациальное изучение и генетический формационный анализ осадочных образований, базирующийся на многочисленных генетических признаках осадков, определяющих их природу.

        4. Для определения природы всего многообразия осадочных пород необходимы знания строения, состава и, самое главное, генезиса осадков (фациальную природу), которые в совокупности являются той базой, которая обуславливает расшифровку направленности процессов, интенсивности и причинности постседиментационных (т.е. литогенетических), особенно на ранних стадиях многоуровневых стадийных процессов минерало-породо-рудного и нерудного образования, распределение и концентрацию химических элементов в разных фациальных средах, а в конечном итоге при благоприятных условиях - возникновение месторождений полезных ископаемых.

        5. Признаки осадков (генетические) и признаки пород (литогенетические) являются первичными признаками осадочного процесса. Вторичными же признаками следует считать те, которые были приобретены, т.е. наложены на осадки и породы в процессах осадконакопления и породообразования. К их числу относятся гидротермальная и вулканическая деятельностью тепловой поток (геотермы и др.), внедрение интрузий и излияние жидких растворов, тектонические процессы (геотектонический режим, структурообразование) и другие, которые на стадиях седименто- и литогенеза могут нарушать “ нормальный” ход осадочного процесса.

        6. Детальное и комплексное изучение осадков и пород привело не только к выделению двух крупных разделов познания осадочного процесса в осадочной геологии, но и , что весьма важно, позволило индивидуализировать как частные, так и общие особенности осадочного процесса. В результате этого появилась возможность выявлять и познавать раздельную специфику частных и общих особенностей седименто- и литогенеза, устанавливать причины и следствия поэтапного становления осадков в породы - стадии диагенеза, катагенеза, метагенеза и регионального метаморфизма.

        7.Одним из таких фундаментальных научных направлений является учение об осадочных формациях как парагенезы пород, основы которого были заложены в конце 30-х годов ХХ века академиком Н.С. Шатским. Впервые термин “формация” был им использован для создания научной концепции в геологии.

        8. В дальнейшем Н.С. Шатский полагал, что все сделанное до сих пор в области разработки учения об осадочных формациях - это всего лишь начало исследований, что необходима разработка единого учения, что оно должно основываться на комплексе литологических, стратиграфических и тектонических подходов. По его мнению, недостаточно простой констатации парагенетических связей между членами формации, а необходимо детальное изучение этих связей и выявление их природы, т.е. генезиса.

        9. В 1959 году Н.С. Шатский дал более полное, по сравнению с 1939 г., определение формации как естественного комплекса сообществ или ассоциаций горных пород, составляющие члены которых, т.е. слои, пачки, породы, свиты, отложения парагенетически связаны друг с другом как в вертикальном, так и в латеральном направлениях.

        10. К концу своей жизни, т.е. в 1960 году Н.С. Шатский пришел к заключению, что: а) учения об осадочных формациях не существует; б) нет описания формаций; в) существующая классификация формаций, основанная преимущественно на тектоническом принципе (геосинклинальные, платформенные и переходные), не являются удовлетворительной и может оказаться не полезной для дальнейшей разработки учения об осадочных формациях; г) геологи находятся в начале исследования, что такое единое учение нужно создать.

        11. В начале 50-х гг. нашего столетия автором была разработана методика детального комплексного литолого-фациального изучения осадочных отложений и создана общая схема формационного анализа и соподчиненности ее элементов в виде историко-геологического представления об условиях образования осадочных комплексов. Этим было положено начало фундаментальному генетическому направлению в геологии, где выделение формаций должно быть не начальным, а конечным результатом данного анализа.

        12. Формационный анализ начинается с выделения элементарных циклов - парагенезов генетических типов осадков и обстановок - парагенезов фациальных типов осадков. Существует довольно большое число парагенезов, главнейшими из которых в трансгрессивном ряду являются: континентальные (аллювиальные, аллювиально-озерные, озерные), континентально-морские (аллювиально-прибрежно-морские, аллювиально-прибрежно-собственно-морские, аллювиально-морские), морские (прибрежно-морские, прибрежно-собственно-морские, собственно-морские - за пределами внешнего шельфа), океанские. Последние могут быть представлены не только одними океанскими циклами и обстановками осадконакопления, но и образованы в сочетании с морскими и даже, не исключено, и с континентальными. Наряду с трансгрессивными рядами существуют и регрессивные, имея в целом обратный порядок сочетания генетических и фациальных типов осадков.

        13. В процессе фациального анализа устанавливаются парагенезы ( циклы и обстановки осадконакопления) более крупных уровней организаций: мезоциклы и мегациклы, мезообстановки и подформации. В конечном итоге устанавливаются в генетическом ряду толщи (парагенез мегациклов), а в фациальном ряду - формации (парагенез подформаций). Каждая формация характеризуется разрезами по вертикали в различных частях палеоструктуры - градациями.

        14. Формациеобразующими факторами являются:

- первый уровень организации - палеоструктура, палеогеотектонический режим, палеогеография;

- второй уровень организации - палеоклимат, терри-органо-хемо- и вулканогенные типы вещества, поступающие в область седиментации.

        15. Под осадочной формацией следует понимать естественный, парагенетически связанный местом и условиями образования, крупный комплекс фациальных типов осадков, приуроченный к определенной палеотектонической структуре и соответствующий определенной стадии его тектонического развития. Формация - это первичное тело, образовавшееся в процессе седиментации и имеющее трехмерное измерение.

        16. Сущностью учения об осадочных формациях являются парагенезы фациальных типов осадков разных уровней организации. Его следует разрабатывать на широкой комплексной генетической основе и в нем должны соединяться, прежде всего, седиментологический, стратиграфический и тектонический, как полагал Н.С. Шатский, методы исследования. Только такие первично-генетические тела, т.е. формации в дальнейших исследованиях могут быть положены в основу их сравнительного анализа, глобальных корреляций геологических процессов в целом, познания возникновения палеоструктур, последующего изменения структурных элементов земной коры, эволюции осадочного процесса (седиментогенез, литогенез), образования и размещения месторождений полезных ископаемых, решения других проблем строения и развития Земли.

        17. Учение об осадочных формациях объединяет осадочные образования как континентальных, так и океанических блоков земной коры. Оно раскрывает одну из существенных сторон осадочного процесса и является составной частью разрабатываемой общей теории.

        19. Создание общей теории осалочного процесса невозможно без детального и комплексного его познания как части научно-обоснованных общетеоретических построений развития Земли как одного из субъектов нашей Солнечной системы, эволюционирующей в космическом пространстве

        20. По данным астрофизиков и астрономов не только Земля, но и все субъекты нашей Солнечной системы разуплотняются, неравномерно расширяются в объеме при пульсирующем разноамплитудном режиме и постепенно удаляются друг от друга. Этот процесс продолжается и в настоящее время (концепция расширяющейся Земли).

        21. Концепция расширяющейся Земли подтверждается рядом процессов, протекающих в земных недрах: попрежнему в настоящее время продолжается подъем уровня воды в Мировом океане (0,8 мм в год и 0,8 см - в столетие); периодически происходящие землятресения, вулканическая и гидротермальная деятельность и другие процессы.

        22. Одна из главнейших особенностей концепции расширяющейся Земли - это постепенное, многоэтапное, неравномерное увеличение радиуса Земли, что в корне противоречит идеям тектоники литосферных плит. Радиус Земли 100 млн лет тому назад составлял 60% от современного

        23. По мере увеличения радиуса Земля остывает и сокращается продолжительность теплых эпох и увеличение холодных эпох. В далекой древности холодных эпох практически не существовало, поскольку Земля являлась раскаленным шаром, но после постепенного охлаждения и увеличения радиуса Земли появлялись все увеличивающиеся во времени холодные эпохи с колеблющимся температурным режимом в каждой из них.

        24. Землетрясения и вулканизм отражают внутренние процессы, периодически происходящие внутри земных недр.

        25. Автор полагает, что длительный анализ процессов, происходящих в земных недрах и на поверхности Земли для геологов основными парадигмами в 21 веке будут:

- концепция расширяющейся Земли как часть общего развития нашей Солнечной системы. Эта концепция представляет собой строгую научную теорию, обладающую определенной многодисциплинарной системой различных уровней организации научных исследований и отражающую действительное существо общего глобального геодинамического развития как отдельных субъектов, прежде всего как планеты Земли, так и Вселенной в целом.

- генетический подход к решению, как правило, большинства геологических проблем, особенно осадочной геологии. В основу изучения осадочных образований должны быть положены комплексное детальное литолого-фациальное изучение и формационный генетический анализ осадочных образований

        26. Комплексные детальные литолого-фациальный и формационный генетический методы анализа осадочных образований не являются целью исследования, а всего лишь средством решения многих, в том числе фундаментальных проблем геологии.