Фациальный анализ

ЛЕКЦИЯ №3. Методы восстановления условий накопления осадков (фациальный анализ)

  • Биофациальный анализ
  • Литолого-фациальный анализ
  • Морские фации
  • Континентальные фации
  • Переходная группа фаций
  • Диагностические признаки ископаемых фаций

В прошлых лекциях мы рассмотрели, какими методами устанавливают возраст пород, чтобы составить затем представление о последовательности формирования стратиграфических горизонтов или толщ. В свою очередь, толщи осадочных пород могут формироваться на значительной площади, при этом можно видеть, как в пределах одновозрастных толщ или даже горизонтов происходит изменение различных параметров — это изменение состава пород, как по простиранию толщи, так и от её подошвы к кровле, могут колебаться значения мощности толщи в разрезе.

Впервые такому явлению дал объяснение швейцарский ученый А. Грессли. Он ввел понятие ФАЦИЯ (с франц.- вид, лицо, облик), который означает Участок любого слоя одновозрастных пород, отличающийся от соседних по петрографическому составу и ископаемым остаткам.

Термин фация получил широкое распространение. Разные исследователи вкладывали в него свое представление и содержание. Среди них отметим два крайних взгляда на определение фации. В первом случае фация- это часть слоя со своими литологическими и палеонтологическими особенностями, которые называют фациальными признаками. Во втором случае фация- это физико-географические условия, которые определяют неорганические и органические процессы на данном участке в данное время, т.е. фация- это единица ландшафта. Наиболее оптимальным представляется следующий подход к определению — Фация это физико-географические условия или обстановки, отраженные в осадке.

Фации геологического прошлого определяют по горным породам и ископаемым окаменелостям, содержащихся в них. Отсюда, метод восстановления палеогеографических обстановок называется фациальным анализом. В основе этого метода лежит принцип актуализма. Суть его по представлениям одного из его основоположников Ч. Лайеля заключается в том, что современные явления есть ключ к познанию таких же процессов в прошлые эпохи. Например, наблюдая деятельность современных вулканов, геологи могут восстановить картину древнего вулканизма. Но такой подход может привести и к ошибкам, если его применять механически, без учета эволюционных изменений происходивших в ходе длительного развития земной коры и её поверхности. Каждая историческая эпоха, наряду с общими, имеет свои особенности развития. Например, современный состав атмосферы отличается от того, какой был на ранних этапах. В процессе эволюции органического мира многие современные виды значительно изменились по сравнению с предками. И сравнение их образа жизни сейчас и в прошлом может привести к ошибкам, если не учитывать особенностей этого прошлого. Учитывая все это, принцип актуализма дополнен сравнительно-историческим методом, который рассматривает изменения во времени характера и результатов самих процессов, происходивших на Земле.

Поскольку основой для фациального анализа является изучение горных пород и ископаемых организмов, его подразделяют на биофациальный и литолого-фациальный.

Биофациальный анализ — основой для его проведения служат ископаемые организмы и следы их жизнедеятельности. Ранее мы отмечали, что основными условиями обитания организмов в море являются: 1-соленость, 2-температура, 3-свет, 4-газовый режим, 5-глубина, 6-движение воды или гидродинамика, 7-состав грунта. Каждый из этих факторов отражается: в морфологии организма (т.е. размерах раковины, её скульптуре, толщине и т.п.), в многообразии видов, влияет на расселение организмов по площади водоёма.

Поэтому в биофациальном анализе мы по облику ископаемых остатков можем с определенной степенью достоверности определить многие из перечисленных условий обитания, а значит и палеогеографические условия на определенный период времени.

Биофациальный анализ начинают с определения характера захоронения ископаемых остатков. Они бывают двух типов:

  1. Ископаемый биоценоз — захоронение на месте обитания самих организмов.
  2. Танатоценоз — место захоронения удалено от места обитания.

Тип захоронения определяется по сохранности органических остатков, их ориентировке, сортировке и видовому комплексу. Признаками танатоценоза при переносе являются: разрушение скелетных элементов, сортировка особей по размеру и весу, ориентировка скелетных элементов- по течению и т.п. При танатоценозе в одном месте могут находиться виды, обитающие в разных фациальных условиях (так вместе с остатками бентоса могут находиться наземные растения или нектонные).

Наиболее важен для биофациального анализа — ископаемый биоценоз, по которому восстанавливают условия обитания. Тогда как по танатоценозу — обстановку захоронения.

Как в палеонтологии, руководящие ископаемые — это организмы, жившие в узком временном интервале, так в биофациальном анализе важная роль принадлежит организмам — индикаторам среды обитания или древних климатов. К таким организмам относятся те, существование которых обусловлено каким-то определенным требованием (например, только нормальной соленостью воды, температурным интервалом и т.д.).

Литолого-фациальный анализ опирается на определение фаций по вещественному составу и по структурным и текстурным признакам пород.

Вещественный состав осадочных пород дает информацию о составе источника обломочного материала (определяется по составу обломков в породе), о среде формирования (биогенные или хемогенные осадки), климатических условиях (угленакопление или коры выветривания) и т.д.

Структура осадочных пород наиболее разнообразна и информативна у обломочных пород. Информацию об условиях образования таких пород содержат как обломки, так и цементирующий материал. Обломки различаются по: размеру, составу, сортировке, форме, степени окатанности.

Размер обломков позволяет судить о степени удаленности обломочного материала от источника. (Крупные — ближе к источнику сноса, мелкие более удалены).

Состав обломочного материала позволяет судить как о составе исходного источника разрушения, так и о длительности процесса переноса. Если в обломках сохранились неустойчивые к разрушению минералы — это говорит о близком источнике сноса и о коротком промежутке времени переноса. И наоборот, наличие в обломках только устойчивых минералов свидетельствует о длительном переносе. Минеральный состав может также указывать на среду и климат при осадконакоплении. Существуют минералы-индикаторы среды и климата. Так индикаторами морской среды и определенных интервалов глубин являются минералы — глауконит, Fe-Mn конкреции, фосфорит и т.д. Индикаторами климатов являются соль и гипс, торф и уголь, гидроокислы Fe и Al и т.д.

Сортировка обломочного материала отражает соотношение обломков по размеру. (У хорошо отсортированных пород размеры обломков близки). Сортировка является индикатором длительности переноса. Отсутствие сортировки, т.е. присутствие обломков разного размера — признак быстрых перемещений на небольшие расстояния. Это характерно для образования морен, осыпей, глубоководных брекчий.

Форма обломков зависит от состава исходной породы и формы переноса обломков. Например, морская галька от речной отличается уплощенной формой, а ледниковая угловато-окатанная (форма утюга).

Степень окатанности — зависит от: а-состава пород, б-от скорости и длительности переноса обломков и др. По расположению обломков и их ориентировке в породе можно судить о направлении движения обломочного материала. Так устанавливают направления русел древних рек, береговую линию моря.

Цементирующая обломки масса несет информацию о среде отложения обломков. Небольшой её объем в породе указывает на подвижную среду, а его возрастание — на спокойную обстановку водных бассейнов.

Среди текстур различают слоистые и поверхностей напластования.

По текстурам все осадочные породы подразделяются на массивные (не слоистые) и слоистые.

Отсутствие слоистости отражает стабильный режим осадконакопления (как по тектонической обстановке, так и по вещественному составу осаждаемого материала), тогда как слоистость указывает на изменяющиеся условия.

Выделяют 2 основных типа слоистости: параллельную и косую.

Параллельная слоистость образуется при чередовании отдельных слойков, у которых поверхности напластования параллельны друг другу. Такая слоистость образуется при выпадении осадка в спокойной водной среде. Она подразделяется на линейную и прерывистую, равномерную и неравномерную, ритмичную.

Косая слоистость образуется слойками внутри пласта, расположенными косо к границам кровли и подошвы пласта.

Такая слоистость образуется при движении воды или ветра в процессе формирования осадка. Такие условия наблюдаются в руслах рек, зонах подводного течения, в прибрежных частях водных бассейнов и в наземных условиях.

Текстуры поверхностей напластования подразделяются по происхождению на органические (биоглифы) и неорганические (механоглифы).

К биоглифам относят следы жизнедеятельности организмов (ходы илоедов, зарывающихся, ползающих; отпечатки следов четвероногих и т.д.).

К механоглифам относят:

1.Знаки ряби — водной или ветровой.

2.Многоугольники (трещины)высыхания — образуются в наземных условиях при сухом жарком климате.

Рассмотрев все эти признаки, переходят к определению фаций в исследуемом разрезе или области.

Все многообразие фаций объединяется в 3 крупные группы:

континентальные, морские и переходные (иначе их еще называют фации бассейнов с ненормальной соленостью).

Наиболее многообразны морские фации. Они зависят от глубины бассейна и разделяются на: 1-прибрежные, 2-шельфа, 3-материкового склона или батиальная,4-абиссальной области (ложа мирового океана) Рассмотрим основные черты этих фаций.

1. ПРИБРЕЖНАЯ — или зона приливов и отливов, её глубина до 30 м. Для этой зоны характерны: непостоянный гидродинамический режим, много света, тепла, кислорода, сложный рельеф дна, обильная фауна и флора.

Состав пород — конгломераты, гравелиты, песчаники, ракушечники, угли параллические (при гумидном климате).

Слоистость- пологоволнистая, перекрестная.

Органические остатки- толстостенные раковины и их обломки.

Особые признаки- знаки ряби, ходы илоедов, трещины усыхания.

2. ФАЦИИ ШЕЛЬФА — или мелководная; глубина 70-200 м, резкое различие в гидродинамическом режиме: до 100 м условия аналогичные прибрежной зоне, ниже 100 м -волнения не доходят до дна, нет растительности, условия осадконакопления спокойные.

Состав пород- обломочные (песчаник, алевролит, аргиллит), органогенные (коралловые рифы), кремнистые отложения, вулканогенно-осадочные- лавы, туфы и туфопесчаники. Здесь же образуются фосфоритовые и Fe-Mn конкреции и глауконит.

Слоистость — горизонтальная.

Органические остатки- разнообразные и обильные.

3. ФАЦИИ КОНТИНЕНТАЛЬНОГО СКЛОНА — батиальной зоны. По глубинам она подразделяется на: умеренно глубоководную (до 500-700 м) и глубоководную (до 3000 м).

В первой подзоне среди обломочных осадков преобладают глинистые и реже встречаются алевролиты и песчаники. Вместе с ними здесь формируются кремнистые и карбонатные породы, пластовые фосфориты.

Слоистость — тонкая, горизонтальная.

Во второй подзоне- осадочный материал выносится по желобам и подводным каньонам континентального склона.

Состав осадков- глинистые, кремнистые, известковые илы.

Слоистость отсутствует.

Органические остатки — редкие радиолярии и фораминиферы. В ископаемом состоянии — это очень редкая фация.

4. ФАЦИИ АБИССАЛЬНЫХ ГЛУБИН > 3000 м. Здесь высокое давление, низкая температура, мрак, которые влияют на газовый режим и химический состав воды. Так здесь, на глубине 4500-5000 м проходит граница образования известняков. Рельеф зоны сложный. Преобладают тонкозернистые осадки- современные красные глины и кремнистые илы. Крупнообломочный материал образуется редко за счет обвалов склонов и мутьевых потоков. Осадки часто обогащены сульфидами. Здесь же располагаются области излияния базальтовых лав.

КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ ФАЦИИ наиболее полно сохраняются в областях аккумуляции т.к. большая часть континентов представляет поверхности размыва или выветривания. Выделяют фации:1-водных потоков, 2-озер и болот, 3-ледников и 4- пустынь.

1. Отложения водных потоков — терригенные осадки с косой слоистостью, значительной изменчивостью, редкими остатками растений и животных. Это отложения временных водных потоков, речных русел и паводковых площадей.

2.Озерные отложения- характерна горизонтальная, тонкая слоистость, преобладают пески и алевролиты. Хемогенные осадки представлены известняками, бокситами и др. Фауна — пресноводные гастроподы и пелециподы, богатая прибрежная растительность.

3.Болотные фации образуются на влажных равнинах с плохим дренажем и при зарастании озер. Типичное образование — торф с прослоями глины. Известны образования озерно-болотных железных руд.

4.Фации ледников- это отложения морены и отложения за пределами ледника и морены. Они отличаются по слоистости (у моренных её нет), сортированностью обломков, присутствием ленточных глин во 2-м типе отложений.

5.Фации пустынь:

  • каменистых и скалистых пустынь- редко сохраняются т.к. подвержены эрозии;
  • глинистых пустынь- небольшие участки мелких, быстро высыхающих водоемов. Это такыры, солончаки и соляные блюдца.
  • песчаных пустынь- аккумуляция перенесенных ветром песков и глинистых частиц. Характерна ветровая косая слоистость, хорошая окатанность обломков, знаки ветровой ряби. Органические остатки очень редки (наземные животные).

ПЕРЕХОДНАЯ ГРУППА ФАЦИЙ объединяет: фации лагун, дельт и эстуариев, прибрежных озер. Наиболее сложным является комплекс, слагающий фации речных дельт- здесь происходит совмещение речных и прибрежно-морских фациальных обстановок.

Фации лагун и заливов формируются в условиях малых глубин, различных климатических зон и наличии впадающих рек. Осадки- мелкозернистые, имеют горизонтальную слоистость. Гравий и галечник встречаются редко. В осолоненных бассейнах широко развиты соли, гипс, ангидрит (в условиях жаркого сухого климата), Fe-Mn и бокситовые — при влажном умеренном климате. В застойных участках могут формироваться САПРОПЕЛИТЫ. В прошлые геологические эпохи области лагун занимали большие площади и являлись участками формирования полезных ископаемых. В кратком виде все эти признаки суммированы в таблице.

Кроме этих признаков, указывающих на среду формирования фаций, породы и органические остатки обладают признаками, указывающими, в каких климатических условиях они формировались. Среди пород — это чаще всего будут продукты гипергенеза (элювиальные глины, коры выветривания с Fe-Mn рудами и т.п.), образующиеся в условиях влажного теплого климата. Мы знаем, что накопление толщи солей, гипса и ангидрита происходит в мелководных лагунах при аридном климате, а угленакопление- в условиях влажного тропического климата. Образование мощных толщ известняков с обильной и разнообразной фауной характерно для зон тропических морей, тогда как в холодных морях формируются чаще кремнистые породы за счет панцирей диатомовых водорослей.

Климат влияет и на развитие органического мира. И растения, и животные обладают крупными, хорошо развитыми формами в зонах с тропическим климатом, а в сухом аридном или холодном нивальном климатах развиваются слабые угнетенные формы (небольшие размеры, тонкая гладкая раковина и др. признаки). Все это многообразие пород и организмов, отражающее древние климатические условия, в которых они формировались, называются породы-индикаторы и организмы-индикаторы древних климатов.

По результатам фациального анализа составляют фациальные разрезы и планы. После этого составляют палеогеографические карты, на которых отражаются физико-географические условия в определенный геологический период. Детальность и достоверность таких карт зависит от масштаба карты и размера территории исследований.

Теоретическое значение изучения палеогеографии в том, что позволяет устанавливать причины тех или иных геологических процессов на Земле на разных этапах её развития. На практике палеогеографические карты используют в целях прогноза полезных ископаемых.

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ИСКОПАЕМЫХ ФАЦИЙ

МОРСКИЕ ФАЦИИ

Фации

Состав пород

Слоистость

Органические остатки

Другие признаки

Прибрежные(зона приливов и отливов) Конгломераты,песчаники, алевролиты.Ракушечник,редко угли

Пологонаклонная, перекрестная

Толстостенные раковины и их обломки

Трещины усыхания, знаки ряби, ходы илоедов

Мелководные(70-200 м) шельф Органогенные известняки, горючие сланцы.Песчаники с глауконитом, алевролиты, аргиллиты.Хемогенные- кремнистые, карбонатные, конкреции-Fe,Mn, P

горизонтальная

Разнообразные и многочисленные

Умеренно-глубоководная

до 500 м

Преобладают глинистые, реже алевролиты и песчаники. Органогенные-редко мел и др.Хемогенные кремнистые, карбонатные, пластовые фосфориты

Тонкая горизонтальная

Хрупкие, тонкостенные раковины моллюсков,малочисленные Слабое движение придонных вод

Глубоководные

до 3000 м

Глинистые, кремнистые, карбонатные илы

Редкие радиолярии, фораминиферы

В ископаемом состоянии редкая фация

Больших глубин >3000 м

Современные красные глины и илы

Ископаемые фации неизвестны

КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ ФАЦИИ

Фации

Состав пород

Слоистость

Органические остатки

Другие признаки

Элювиальные

Коры выветривания(каолиновые глины с обломками коренных пород)

Отсутствует

Отсутствуют

Окрашены за счет оксидов и гидрооксидов Fe и Mn

Делювиальные

Обломочный материал слабо окатанный

Отсутствует

Отсутствуют

На склонах и у подножия

Коллювиальные

Шлейф глыб и щебня

Отсутствует

Отсутствуют

Пролювиальные

Галечники, конгломераты, песчано-глинистые породы

Косая речного типа

Отсутствуют

Аллювиальные

Терригенные обломочные

Косая слоистость

Растительные остатки, раковины моллюсков

Укрупнение отложений вниз по разрезу

Озерные

Песчано-глинистые, кремнистые и карбонатные с Fe-Si конкрециями

Тонкая горизонтальная, реже косая

Частые: моллюски, водоросли, споры и пыльца

Знаки ряби

Болотные

Торф, бурые и каменные угли

Горизонтальная

Растительные остатки

Тесно связаны с речными, озерными, прибрежно-морскими фациями

Пустынные

Песчано-глинистые с линзами солей

Перемежающаяся. Следы ветровой ряби

Редкие

Трещины усыхания,

красноцветная окраска

Моренные

Валуны, галечники, песчано-глинистые

Не слоистые

Отсутствуют

Следы ледниковой штриховки

Флювиогляциальные

Песчано-галечный

Косая слоистость

Отсутствуют

Плохая окатанность

Озерно-ледниковые

Глинисто-алевритовые с песчаниками в краевых зонах

Тонкая горизонтальная ленточного типа

Отсутствуют

Наличие известковых стяжений

ПЕРЕХОДНЫЕ ФАЦИИ

Фации

Состав пород

Слоистость

Органические остатки

Другие признаки

Лагунные

Опресненных бассейнов

Алеврито — глинистые, органогенные

Горизонтальная

Обильны: водоросли, мшанки, моллюски плохой сохранности

Отсутствуют глауконит и фосфорит

Засоленных

бассейнов

Соляные и карбонатные, песчано-глинистые загипсованные, мергели

Горизонтальная

Отсутствуют

Дельтовые

Пестрота литологического состава

Косая

Отсутствуют

Скопления угля и нефти

Эстуариев

и лиманов

Песчано-глинистые и железистые

Речного типа

В основном — растительные

Скопления угля, нефти и газов

7. Понятия о фациях и формациях.

Понятие фации и формации характеризуют накопление тех или иных комплексов.

Характеристики осадочного чехла:

1)палеотектонический режим

2)палеогеографические условия

Понятие «фации» появилось приблизительно в 1839 – 1840 годах. Гресли впервые выдвинул термин под которым он имел ввиду комплекс отложений, которые формировались в определенных вертикальных и горизонтальных последовательностях. Под фациями понимается единство генетического типа пород и обстановки их накопления. Проще говоря, это литогенетические типы пород, которые зависели от палеогеографических условий и их отложений (субаквальные или субаэральные фации, лагунные или озерные, удаленность от береговой линии и динамика водной среды, наличие продуктов жизнедеятельности, обстановка захоронения – окислительная или восстановительная). Фации – это комплекс отложений, характеризующийся общностью физико-географических условий и их образования. Следовательно, фациальный анализ позволяет выявить обстановку осадконакопления, именно эта обстановка осадконакопления предопределяет процессы диагенеза, с точки зрения накопления и образования органического вещества, что предопределяет образование или не образование нефти и газа. Иными словами, фациальный анализ в комплексе с изучением истории геологического развития территории дает основу для научно обоснованного прогноза перспектив нефтегазоносности, в том числе позволяет рассчитать уровень генерации углеводородов и дать оценку прогнозу углеводородных ресурсов.

Формации (появились в 1780 годах).белоусов говорил, что к формациям следует относить комплекс фаций, соответствующие определенным стадиям тектонического развития. Для характеристики формации определяющим является тектонический режим и смена формаций в разрезе является следствием изменения тектонического режима в соответствующие периоды геологической истории. Название формации даются по преобладающему типу пород (например, песчано-глинистая угленосная формация, терригенно-красноцветная континентальная формация и т.д). Бакиров дал такое название нефтегазоносной формации. К нефтегазоносной формации следует относить ассоциацию горных пород, связанных между собой во времени и пространстве палеотектоническими, палеогеографическими условиями образования. Благоприятными для развития процессов нефтегазообразования и нефтегазонакопления . В составе формаций могут быть фации разного вида.

Нефтегазоносные формации в платформенных, геосинклинальных провинций и провинций переходного типа: песчано-глинистые и карбонатные(для древних платформ), песчано-глинистые угленосные, песчано-глинистые глауконитовые, реже карбонатные и карбонатно-терригенные (для молодых платформ), угленосные, карбонатные, терригенно-карбонатные (для геосинклинальных и переходных областей).

8.Представления о струйной миграции нефти и газа.

Струйное миграция- это миграция УВ в свободном состоянии. Оно происходи при условии в природе, когда генераторы УВ имеют значительно большую мощность по сравнению с заключёнными в них проницаемыми породами-резервуарами. Если происходит интенсивная генерация нефти и газа в этих отложениях, то избыток УВ, образующиейся после полного насыщения воды, может привести к возникновению струи нефти или газа, которая будет перемещаться уже в свободном состоянии к зонам нефтегазонакопления. Однако подобные случаи встречаются редко и струйная миграция УВ чаще происходит при переформировании скоплений нефти и газа. Капли нефти и пузырьки газов, при наличии свободной фазы, могут образовать струи, которые в силу плавучести будут стремится к гипсометрически наиболее приподнятому участку природного резервуара. Если на пути мигрирующих УВ окажутся ловушки, то может сформироваться локальное скопление нефти и газа

Контрольные вопросы и задания

  • 1. Расскажите о современной точке зрения на происхождение геосинклиналей.
  • 2. Назовите этапы развития геосинклиналей и охарактеризуйте их.
  • 3. Какие геосинклинальные фации выделил М. Бертран?
  • 4. Дайте определение термину «доорогенные фации».
  • 5. Дайте определение термину «дофлишевые фации».
  • 6. Что такое флиш?
  • 7. Что такое моласса?

ФАЦИИ И ФОРМАЦИИ

Понятие «фация» применяется с тех пор, как геологи, инженеры и горняки поняли, что отличительные особенности пород можно использовать для корреляции и прогнозирования месторождений угля, нефти или минеральных руд. Термин «фация», введенный А. Грессли, стал предметом ожесточенных споров.

Индивидуальность, обособленность фации, ее внутренняя организация определяются специфическим для данного определенного участка и относительно стабильным комплексом условий (температура, соленость, глубина, динамика и т.д.), обусловливающим единство обстановки.

Под фациями понимают осадки, отложенные на определенной площади в одних и тех же условиях, отличных от тех, которые господствовали в соседних районах .

Исходя из рассмотрения генетических типов осадков в океанах, морях, реках и озерах устанавливается определенная закономерность их распределения в зависимости от физико-географических условий — рельефа дна водоемов, подвижности и температуры воды, степени удаленности от континента, характера распределения различных организмов и др.

В одно и то же время в разных условиях формируются различные по генезису и составу типы осадков. Например, в пределах области шельфа гумидных областей при значительном поступлении осадочного материала с континента будут откладываться преимущественно терригенные осадки. В то же время в тропических зонах при незначительном поступлении терригенного материала в мелководной области шельфа развиваются коралловые рифы. Одновременно в абиссальной части океана, удаленной от берега, могут накапливаться органогенные (планктогенные) и полигенные осадки. Приведенные данные указывают на то, что существует тесная и многосторонняя связь осадкообразования со средой .

Геология имеет дело с вещественным выражением этих обстановок в виде относительно однородных и устойчивых в пределах тех или иных объемов свойств отложений — их состава, структуры, текстуры, цвета, комплекса органических остатков и т.д., которые в совокупности составляют внутренние свойства фации как геологического тела.

Распространение фаций и их изменения зависят от большого числа взаимосвязанных контролирующих факторов, таких как:

Относительная роль каждого из этих факторов в разных фациальных обстановках различна. Универсальным являются два фактора — климат и тектоника. Климат имеет решающее значение для континентальных и мелководных морских фаций. Его влияние на глубоководные морские бассейны нельзя назвать непосредственным. Тектонический фактор очень важен в континентальных и глубоководных морских обстановках. Седиментологические факторы лучше всего изучены в дельтовых и аллювиальных обстановках. Колебания уровня моря воздействуют на мелководные моря и береговую линию более сильно, чем на континентальные и глубоководные морские обстановки, хотя и в последних их влиянием нельзя пренебречь.

По физико-географическим условиям образования современные и древние фации разделяются на три группы: морские, лагунные и континентальные.

Морские фации наиболее широко распространены среди осадочных толщ. Они занимают обширные области, их разрез характеризуется значительным постоянством и обилием разнообразных органических осадков. Характер морских фаций изменяется с глубиной .

Если рельеф расчленен, то это способствует образованию крупнообломочного материала, а при пологом рельефе накапливается тонкозернистый обломочный материал и продукты глубокого химического разложения материнских пород.

Также влияет на образование морских осадков вулканическая деятельность. В геосинклинальных и морских фациях присутствуют эффузивные и кремнистые породы.

Лагунные фации накапливаются в зоне, переходной между сушей и морем. Особенностями для этих фаций являются отложения водоемов с ненормальной соленостью.

В группу лагунных фаций входят отложения опресненных или засоленных лагун, дельт, лиманов и внутриконтинентальных бассейнов с ненормальной соленостью. Среди лагунных фаций распространены песчано-глинистые породы, известняки химического и обломочного происхождения, мергели и доломиты.

Континентальные фации отличаются непостоянством условий образования. Накапливаются они на суше, в долинах рек, на дне озер, в зоне распространения ледников и т.д., причем в этом процессе воздух, вода и лед принимают активное участие. Среди обломочных континентальных отложений часто встречаются грубообломочные плохо сортированные виды, а среди пород химического происхождения — отложения коры выветривания и продукты ее непосредственного переотложения.

Каждая из этих трех крупных групп образовывалась в определенных физико-химических, географических и тектонических условиях. В связи с изменением этих условий в отложениях разного возраста отсутствуют совершенно одинаковые фации. Даже фации, возникшие на одних и тех же этапах крупных тектонических циклов во время образования гор, отличаются между собой благодаря изменению общей обстановки образования осадочных пород.

В ходе геологического времени обстановка осадконакопления неоднократно изменялась, и это сопровождалось изменениями в горизонтальном и вертикальном направлениях состава осадков и органических остатках в них.

Для ископаемых фаций горных пород, образовавшихся в той или иной физико-географической обстановке в различные этапы геологической истории, применяется фациальный анализ. Особенно важно выявление и изучение фациальной изменчивости и зональности одновозрастных отложений для корреляции (соотношение, взаимосвязь) геологических разрезов, определения палеогеографических условий и обстановок осадконакопления. Корреляция разрезов является основным материалом для составления фациальных профилей и обобщающих карт фаций.

С развитием косвенных методов изучения стали выделять новые виды фаций, не определяемые классическими параметрами горных пород. По конфигурации, протяженности, амплитуде, частоте отражений и пластовым сейсмическим скоростям в сочетании с формой тел выделяют сейсмические фации. При каротаже фации выделяют по электрическим, акустическим и радиоактивным свойствам.

Такое расширение понятия «фация» вполне закономерно, поскольку оно основано на наблюдаемых характеристиках, по которым данная фация отличается от окружающих. Сейсмические фации выделяются для тел, мощности которых на порядок больше, чем те, с которыми геолог имеет дело при традиционном полевом описании фаций пород.

За последние десятилетия достигнуты столь большие успехи в получении и обработке сейсмических данных, что стало возможным не только идентифицировать по сейсмическим записям отдельные фации, но также определить трехмерную форму тел фаций и их пространственные взаимоотношения с другими фациями . Появилась возможность получить цельное представление о заполнении бассейна осадками и изучить палеогеологию подстилающих горизонтов и ее влияние на вышележащие фации.

Сейсмические фации с разрешением в десятки, сотни и даже тысячи метров можно сопоставить с каротажем, но их нельзя соотнести с керном, где фации измеряются обычно сантиметрами.

Сейсмическая фация представляет собой картируемую трехмерную сейсмическую единицу {unit), устанавливаемую на основании конфигурации, протяженности, амплитуды, частоты и пластовой скорости сейсмических отражений. Самым выразительным признаком сейсмических фаций является конфигурация отражений, которая дает информацию о характере наплостования, о процессах осадконакопления и эрозии, о заполнении русел и о сингенетических деформациях (рис. 2.1).

Непрерывность отражающих границ позволяет судить о протяженности площадей осадконакопления. Амплитуда свидетельствует о контрастности фаций по вертикали. Большая амплитуда отраженных сигналов, например, свойственна крупному переслаиванию аргиллитов с мощными пластами песчаников или карбонатных пород; малая амплитуда отражений указывает на монотонность фациального разреза.

В отличие от фациального анализа по обнажениям, где форму фациальных тел часто бывает трудно установить, в анализе сейсмических фаций важна именно трехмерная форма тел. Самыми распространенными формами являются покровы {sheets), клинья {wedges) и насыпи {banks).

Постройки, образованные ростом живых организмов, аккумуляцией терригенного или вулканогенного материала и выраженные в рельефе, известны под названием холмиков {mounds). Имеются разные формы заполнения (русел, трогов, котловин, фронта склонов), которые характеризуются разнообразной внутренней конфигурацией отражающих границ .

Сейсмостратиграфические фации группируются в пакеты или сейсмические комплексы (последовательности) внутренне согласных отражающих границ, отделенные поверхностями перерывов или угловых несогласий, которые определяются по окончаниям отражающих границ. Такие сейсмические комплексы эквивалентны последовательностям или системам осадконакопления, которые охватывают широкий набор взаимосвязанных обстановок осадконакопления и фаций в обычном смысле слова.

Право- Долго- Долго-бережная-1 жданная-2 жданная-3 Ивановская-1

Рис. 2.1. Литофациальный разрез юго-западной части Прикаспийской впадины .

Фации карбонатной платформы:

7 — фации карбонатных биостромов и биогермов; 2 — фации мелководных депрессий; 3 — фации мелководных лагун; 4 — фации бассейнов с затрудненной циркуляцией вод и сероводородным заражением; 5 — присклоновые фации. Фации вулканического поднятия: 6 — фации мелководного шельфа островной дуги; 7 — фации углубленного шельфа островной дуги; 8 — вулканические постройки. Глубоководные фации: 9 — депрессионные фации; 10 — фации заполнения эрозионного вреза

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *