Фациальный литолого-генетический анализ Генетический фациальный анализ

Фациальный (литолого-генетический ) анализ

Генетический (фациальный) анализ реконструкция условий и обстановок накопления осадков по комплексу первичных (генетических) признаков осадочных пород.

Первичные признаки возникают при накоплении осадка и на ранних стадиях его захоронения. Особый комплекс первичных признаков связан с изменением осадка процессами выветривания (гипергенеза). Первичные признаки: вещественный состав, структура, окраска, текстура, неорганические включения, органические остатки, ихнофоссилии (следы жизнедеятельности), новообразования (конкреции, аутигенные минералы).

Вторичные признаки возникают после прекращения связи осадка с внешней средой за счет его перекрытия другими осадками. Вторичные признаки: вторичные структуры, текстуры и цвет породы, степень литификации породы, трещиноватость, кливаж, рассланцевание и т. д.

А. Гресли, Н. А. Головкинский, Н. С. Шатский, Г. П. Леонов Фация (от лат. facies – лицо, облик) – однородная часть одновозрастного интервала, отличающаяся от смежных (фация = модификация).

Фациальные изменения пород в пределах одновозрастного интервала

Д. В. Наливкин, В. И. Попов, Н. М. Страхов, Н. В. Логвиненко Фация – единица ландшафта с общими условиям осадконакопления, отличающаяся от смежных (фация = обстановка осадконакопления).

Обстановки осадконакопления одновозрастного интервала

Ю. А. Жемчужников, Л. Н. Ботвинкина, В. П. Алексеев Фация – обстановка осадконакопления, овеществленная в осадке или породе (фация = условия + осадок ).

Породы одновозрастного интервала и обстановки их накопления

Фациальный закон Головкинского – Вальтера Вертикальная последовательность осадочных пород в разрезе соответствует порядку размещения на площади обстановок их образования. Согласно налегать друг на друга могут только породы, обстановки накопления которых граничат на площади.

Обстановки осадконакопления Геологическая колонка Палеогеографический профиль Палеогеографическая карта

Условия образования осадка – комплекс физических, химических и биологических процессов, совокупность которых приводит к возникновению осадка того или иного типа. Обстановка осадконакопления – аккумулятивный ландшафт с определенным комплексом условий образования осадков.

Схема выполнения фациального анализа

Условия образования осадка Параметры среды осадконакопления: 1. агрегатное состояние, 2. динамика, 3. характер движения, 4. окислительно-восстановительный потенциал (Eh), 5. кислотность-щелочность (p. H), 6. соленость, 7. температура, 8. глубина.

Агрегатное состояние транспортирующей среды - можно реконструировать по степени сортировки обломочных компонентов породы Очень хорошая Хорошая Средняя Плохая Очень плохая

Агрегатное состояние транспортирующей среды - можно реконструировать по степени сортировки обломочных компонентов породы

Транспортирующая среда? Смесь глины алеврита песка и валунов. Песчаник разнозернистый глинистый. Песчаник тонкозернистый с примесью алевритовых частиц. Песчаник тонкозернистый (90% частиц имеют размер от 0, 05 до 0, 1 м).

Динамика среды осадконакопления

Надежным показателем динамики среды является размер обломочных компонентов породы. При снижении скорости потока в осадок выпадают сначала крупные, а затем более мелкие частицы.

Динамику среды осадконакопления отражает текстура породы.

Слойчатость - текстура, возникающая благодаря многократному повторению тонких одинаковых слойков, в которых определенным образом упорядочены структурные элементы породы. Основные типы слойчатости: 1. горизонтальная, 2. волнистая, 3. косая

Горизонтальная слойчатость Интерпретация: прерывистое вертикальное осаждение алевропелитовых частиц из ненасыщенных взвесей в условиях низкой гидродинамики.

Волнистая слойчатость Интерпретация: прерывистое накопление алевритовых и псаммитовых частиц под действием слабых потоков, создающих небольшие аккумулятивные формы рельефа.

Косая слойчатость Интерпретация: накопление псаммитовых и псефитовых частиц под действием сильных потоков, создающих перемещающиеся аккумулятивные формы рельефа.

Массивная текстура Структурные элементы породы расположены равномерно. Интерпретация: 1. равномерное осадконакопление, 2. вторичное перемешивание осадка.

Текстура чередования – многократное повторение тонких слойков разных пород. Интерпретация: многократно повторяющиеся изменения динамики среды.

Градационная текстура Постепенная смена крупных структурных элементов породы мелкими. Интерпретация: осаждение частиц из насыщенных взвесей ниже базы волнений.

Характер движения среды Однонаправленные потоки (ветер, река, придонные течения) можно реконструировать по однонаправленной косой слойчатости, асимметричным знакам ряби, знакам течений. Бимодальные потоки (волнения, приливыотливы) реконструируют по симметричным знакам ряби и косой разнонаправленной слойчатости.

Косая однонаправленная слойчатость

Косая разнонаправленная слойчатость

Знаки ряби

Знаки течений

Текстура оползания Интерпретация: перемещение уже накопившегося осадка.

Текстура оползания образуется в осадке, накопившемся на слабо наклонном дне

Окислительно-восстановительный потенциал (Eh) Признаки: 1. Минеральный состав аутигенных компонентов 2. Содержание рассеянного органического вещества 3. Особенности фоссилизации растительных остатков 4. Состав и количество органических остатков и ихнофоссилий (следов жизнедеятельности) 5. Цвет породы

Минеральный состав аутигенных компонентов Пирит – сильно восстановительная (анаэробная) среда; Сидерит – восстановительная среда; Закись железа – нейтральная среда; Глауконит – слабоокислительная среда; Окислы и гидроокислы железа – окислительная (аэробная) среда.

Содержание рассеянного органического вещества -много (более 2 -3 %) – восстановительная среда; -нет – окислительная среда. Особенности фоссилизации растительных остатков -углефицированные корки – восстановительная среда; -отпечатки – окислительная среда.

Состав и количество органических остатков -многочисленные остатки бентоса и следы жизнедеятельности (ихнофоссилии) – аэробная среда; -обедненная бентосная фауна (например, фосфатные брахиоподы – лингулы) – плохо аэрируемая среда; -отсутствие остатков бентосной фауны и следов жизнедеятельности, при наличии остатков нектона и планктона – анаэробная восстановительная среда.

Ихнофоссилии (следы жизнедеятельности) Текстуры, возникающие в результате механического воздействия организмов на минеральный субстрат.

Следы жизнедеятельности на поверхности осадка

Следы жизнедеятельности внутри осадка

«Постройки» Laevicyclus

«Постройки» Rhizocorallium

«Постройки» Zoophycos

Текстура биотурбации Интерпретация: переработка рыхлых донных осадков роющими организмами в условиях хорошей аэрации.

Цвет породы -темно серый, черный – восстановительная среда; -пестроцветность – нейтральная среда (близость окислительно восстановительного барьера); -белый, бежевый, красный – окислительная среда.

Сероцветные породы

Пестроцветные породы

Красноцветные породы

Кислотность-щелочность (p. H) Кислая вода – p. H менее 7. Нейтральная вода – p. H 7, 0 -7, 8. Щелочная вода – p. H более 7, 8. Реконструируют по минеральному составу аутигенных компонентов осадка. Кальцит: при p. H более 7, 8 осаждается; при p. H менее 7 растворяется. Кремнезем растворяется в щелочных условиях и осаждается в кислой среде. Каолинит образуется в кислых условиях. Монтмориллонит образуется в щелочной среде.

Соленость Реконструируют по следующим признакам: 1. Эвригалинные и стеногалинные группы фауны 2. Биоразнообразие и обилие фауны 3. Аутигенные минералы 4. Глиптоморфозы

Стеногалинные организмы – обитатели вод с постоянной соленостью К стеногалинным обитателям вод нормальной солености относятся: кораллы, криноидеи, головоногие моллюски, замковые брахиоподы, трилобиты, конодонты. Среди двустворчатых и брюхоногих моллюсков существуют стеногалинные пресноводные виды.

Эвригалинные организмы могут выдерживать существенные изменения солености. Эвригалинными являются таксоны двустворок, гастропод, беззамковых брахиопод (лингулы), остракод, рыб.

Ориктоценозы Захоронения органических остатков Ископаемый биоценоз – захоронение органических остатков на месте их обитания в прижизненном или в близком к прижизненному положении. Танатоценоз – захоронение перемещенных остатков. При этом остатки организмов разрушаются и сортируются по размеру. В танатоценозе представлены остатки организмов обитавших в разных условиях.

Захоронения органических остатков в прижизненном или в близком к прижизненному положении (ископаемые биоценозы).

Захоронения перемещенных и переотложенных остатков (танатоценозы)

Биоразнообразие и обилие фауны Максимальное биоразнообразие характерно для бассейнов с нормальной соленостью. В бассейнах с нарушенной соленостью биоразнообразие низкое. При этом может существенно возрастать количество особей одного вида. Нарушенная соленость приводит к «угнетенному» облику фауны: карликовые формы, тонкие раковины с упрощенной скульптурой. В сильно осолоненных бассейнах фауна обычно отсутствует.

Аутигенные минералы Галит, гипс – осолоненные воды Глауконит, кальцит – нормальная соленость Сидерит – опресненные воды Закиси, гидроокислы и окислы железа – пресные воды

Глиптоморфозы

Глиптоморфозы

Температура 1. Состав аутигенных компонентов. В холодных водах повышается растворимость кальцита, а в теплых снижается и происходит его осаждение. 2. Состав и количество органических остатков. Колониальные кораллы живут при температуре не ниже 20°. В теплых водах видовой состав фауны богаче, раковины массивнее и имеют сложную скульптуру. 3. Кальций/магниевые соотношения в биогенных карбонатах (раковинах). С повышением температуры увеличивается содержание магния.

Глубина осадконакопления Абсолютную глубину по признакам осадка определить очень сложно. Обычно глубину накопления морских осадков определяют: • по отношению к нижней границе (базе) действия волнений, • по отношению к нижней границе фотической зоны.

Обстановки осадконакопления

Обстановка осадконакопления –часть земной поверхности (ландшафт) с единым комплексом физических, химических и биологических условий осадконакопления.

Динамические зоны бассейна осадконакопления

Идеализированный профиль бассейна осадконакопления (по М. Ирвину, 1965)

Глубоководная низкодинамичная зона. Располагается ниже базы волнений. Тонкие частицы осаждаются из взвеси, а более крупные фрагменты перемещают мутьевые потоки.

Эпиконтинентальный бассейн осадконакопления Зона X

Отложения тиховодной зоны X

Мелководная высокодинамичная зона. Волнения перемещают и сортируют обломочный материал. Здесь псефито-псаммитовые осадки образуют подводные валы, бары, косы, пляжи и т. д.

Эпиконтинентальный бассейн осадконакопления Зона Y Зона X

Отложения активноводной зоны Y

Мелководная прибрежная низкодинамичная зона. Располагается в «волновой тени» зоны Y. Здесь происходит накопление плохо сортированных и преимущественно «тонких» осадков.

Эпиконтинентальный бассейн осадконакопления Зона Z Зона Y Зона X

Отложения тиховодной зоны Z

Прибрежная аккумулятивная равнина. Здесь процессы осадконакопления контролируют флювиальная или эоловая деятельность.

Эпиконтинентальный бассейн осадконакопления Зона K Зона Z Зона Y Зона X

Флювиальный комплекс зоны K

Трещины усыхания

Трещины усыхания

Классификация обстановок осадконакопления

Континентальные обстановки Наземные (субаэральные) обстановки: 1. пролювиально-делювиальный конус выноса, 2. ледник и зандровая равнина, 3. пустыня. Водные (субаквальные) обстановки: 1. река, 2. озеро, 3. болото.

Пролювиально-делювиальные конусы выноса

Отложения пролювиально-делювиальных конусов выноса Плохо сортированные и слабо окатанные, преимущественно грубообломочные терригенные отложения осыпей и селей. Имеют значительную мощность, образуют тела конусовидной формы, сохраняются в изолированных впадинах.

Ледник и приледниковое озеро Ледник Северный Иныльчек. Центральный Тянь-Шань

Отложения ледника и зандровой равнины Гляциальные отложения – несортированные валунные глины и суглинки. Обломки имеют следы притертости и штриховки. Лимногляциальные отложения – ленточные глины. Флювиогляциальные отложения – плохо сортированные косослойчатые пески с линзами глины.

Песчаная пустыня

Отложения пустынь Отложения барханов и пылевых бурь (лессы) характерна значительная площадь распространения. Пески хорошо отсортированы и окатаны, обычно кварцевые, с косой слойчатостью. Могут присутствовать асимметричные знаки ряби. Встречаются текстуры оползания (образуются на крутых подветренных склонах барханов). Глинистые и алевритовые отложения содержат выделения гипсов и соляные корки. Встречаются трещины усыхания и глиптоморфозы. Органические остатки редки. Это остатки наземных животных, следы тетрапод и отпечатки растений.

Реки, озера, болота

Отложения рек

Отложения рек

Переходные обстановки Ландшафты на границе суша-море: 1. открытое побережье 2. изолированное побережье

Открытое побережье формируется при значительном уклоне донного профиля.

Седиментационная система – обстановка со специфическим комплексом процессов поступления, сортировки и накопления осадков.

Трансгрессивная фаза функционирования седиментационной системы открытого мелководья

Регрессивная фаза функционирования седиментационной системы открытого мелководья

Идеальная циклотема открытого мелководья

Палеогеографическая карта

Дюны

Себхи

Литораль

Седиментационная система дельты формируется в зоне взаимодействия флювиального потока с водами приемного бассейна (открытое море или лагуна).

Строение дельты Дельтовая протока Дельтовая платформа Склон фронта дельты Авандельта

Идеальная циклотема дельты

Палеогеографическая карта

Лагуна возникает при пологом уклоне донного профиля

Седиментационная система лагуны

Идеальная циклотема лагуны

Профиль трансгрессивно-регрессивной системы слоев, формирующихся в лагуне

Палеогеографическая карта

Морские обстановки Подводные ландшафты: 1. биогермы (биостром, риф, атолл), 2. мелководный открытый шельф зоны воздействия нормальных волнений, 3. мелководный открытый шельф зоны воздействия штормовых волн, 4. глубоководный открытый шельф, 5. подножье континентального склона, 6. абиссальная равнина.

Коралловый риф

Атолл

Отложения глубоководного шельфа формируются ниже базы волнений.

Шельф Континентальный склон Абиссальная равнина Подножье континентального склона

Типовой флишевый циклит Боумы У подножья континентального склона турбидитные потоки формируют флиш – многократно повторяющиеся песчано-глинистые или известняковоглинистые градационные циклиты

Каменноугольный флиш Северного Урала

Скоро Вы сможете читать «листы каменной книги» !