2. Класс карбонатных формаций
Карбонатные породы после терригенных занимают второе место в составе осадочного чехла. По данным Ф.Дж. Петтитжона (1981) относительная распространенность глин, песчаников и известняков выражается соотношением 81:11:8. По В.И.Попову и В.Ю. Запрометову (1985) 10-15% осадочных формаций континентальной коры представлено карбонатными формациями. Они известны начиная с раннего докембрия, и широко распространены в позднем докембрии, палеозое, мезозое и кайнозое.
Карбонатные толщи представлены различными формациями, которые выделяются исходя из породного состава. Отдельные типы карбонатных формаций выделили и описали М.С.Швецов, И.В.Хворова, Б.М.Келлер, В.Г.Кузнецов, Г.Ф.Крашенинников, А.Г.Бабаев, Г.А.Каледа, И.К.Королюк, С.В.Максимова, С.Л.Афанасьев, Е.М.Хабаров, С.Ф.Бахтуров, Э.Н.Янов, Н.С.Малич и др.
Группирование карбонатных формаций производится по разным принципам. Так, Л.Б.Рухин (1961) выделял платформенные и геосинклинальные карбонатные формации. В.И.Попов и В.Ю.Запрометов (1985) объединили карбонатные формации в восемь генетических семейств и в каждом из них выделили от двух до пяти генетических типов. В основном, карбонатные формации подразделяются исходя из их породного состава. Так, В.М.Цейслер (1992) класс карбонатных формаций подразделяет на три больших подкласса: известняковые, магнезитово-доломитовые и смешанные (сульфатно-карбонатные, терригенно-карбонатные, кремнисто-карбонатные) формации.
А.Я.Бергер и Н.Н.Предтеченский (1984) к классу карбонатных формаций относят все парагенезы пород, которые более чем на 50% состоят из карбонатных пород – известняков, доломитов и мергелей. В семействе карбонатных формаций они выделили группы: собственно карбонатных, кремнисто-карбонатных, терригенно-карбонатных и вулканогенно-карбонатных формаций. Ниже они описаны по данным этих исследователей.
Группа карбонатных формаций разделена на три подгруппы: известняковую, доломитовую и смешанную известняково-доломитовую
Известняковые формации образуют разнообразную по происхождению, составу исходного вещества подгруппу формаций, приуроченных к различным типам структурных элементов платформ, краевых, межгорных прогибов и геосинклинальных областей.
Главными членами известняковых формаций являются известняки и мергели, второстепенными – доломиты, гипсы, ангидриты, песчаники и алевролиты, конгломераты и гравелиты, глины, горючие сланцы, силициты, фосфориты и другие породы. При этом для разных формаций характерен свой набор второстепенных членов ассоциаций.
В.М.Цейслер (1992) известняковые формации делит на три семейства: биогенных, биогенно-хемогенных и обломочных известняков. Биогенные формации в зависимости от типа породобразующих организмов он подразделяет на формации пелециподовых ракушечников, формации фораминиферовых известняков, формации кораллово-водорослевых известняков и др.
А.Я.Бергер и Н.Н.Предтеченский (1984) в подруппе известняковых формаций выделяют рифовые, рифоидные, известняковые, слоисто-известняковые, меловые, известняково-кукерскитовые и мергельно-меловые формации.
Рифовая формация (синонимы: рифовая известняково-доломитовая, морская мелководная карбонатная рифогенная, барьерно-рифовая, рифовых известняков, рифогенных известняков) представляет собой карбонатную толщу, сложенную почти исключительно биогермными известняками и продуктами их разрушения. Она обьединяет крупные (многие сотни метров высотой и несколько километров длиной) куполобразные и холмоподобные рифовые массивы, биостромы и мелкие (метры – первые десятки метров) биогермы, а также вмещающие их массивные органогенно-обломочные известняки, мергели и доломиты межрифовых заливов, проливов и лагун. Типы органогенных построек, слагающих рифовые формации, показаны на рис. 12. Цикличность отсутствует либо проявлена весьма слабо.
Каркасными рифостроителями служат различные по систематическому положению известьвыделяющие прикрепленные бентосные организмы, как правило, коллониальные (водоросли, кишечнополостные, археоциаты и мшанки), значительно реже одиночные, нарастающие друг на друга (простейшие, губки, черви и моллюски).
Состав рифостроящих организмов существенно менялся во времени. В протерозое доминирующая роль принадлежала строматолитам; в раннем среднем палеозое преобладали водоросли, реже археоциаты и строматопоры, с которыми местами ассоциировали мшанки и кораллы; в позднем палеозое на первый план вышли гидроидные, водоросли и мшанки; начиная с мезозоя впервые появились коралловые рифы, построенные склерактиниями. Менялась форма и самих органогенных построек. В протерозое – кембрии они были крайне примитивны, затем в них появилась морфологическая и экологическая зональность, постепенно усложнявшаяся и достигшая максимума в эоцене.
Среди современных рифов по морфологии и расположению различаются атоллы, барьерные, береговые или окаймляющие рифы и рифы на банках. Организмы в положении роста составляют в них не менее 10% объема.
Формационные тела имеют узкую лентовидную форму, достигают мощности 1,5 км и более и часто контролируются разломами, располагаясь в их поднятых крыльях. Обычно они приурочены к внутригеосинклинальным поднятиям, разделенным некомпенсированными прогибами, протягиваются по бортам геосинклинальных прогибов, а также по периферии срединных массивов и геоантиклиналей.
В латеральном ряду рифовая формация замещается флишевой, флишоидной, карбонатно-глинисто-песчаной, известняково-глинистой, слоисто-известняковой, доломитовой, нижней молассовой и туфо-песчано-конгломератовой формациями. Особенности соотношений рифовых формаций в латеральных формационных рядах с доломитовыми, слоисто-известняковыми, известняково-глинистыми, глинситыми, флишевыми и другими показаны на рис. 13-17.
Рифовые формации формировались в центральных мелководных зонах океанов и на шельфах, а также во внутренних морях в условиях нормальной или слабо нарушенной солености, повышенной гидродинамики, обеспечивающей хорошую аэрацию воды, и жаркого климата. Глубина рифообразования относительно небольшая (10-110 м) и тесно связана с географической широтой: ближе к –экватору она больше.
С формацией связаны крупные и гиганские месторождения нефти и газа (Прикаспийская впадина, Ближний Восток, Северная Африка, Мексика, Канада и др.). Сами рифогенные известняки используются в химической промышленности для получения карбида кальция и соды, в металлургическом производстве в качестве флюсов и в сельском хозяйстве для известкования почв, используются для получения цемента и извести, применяются в качестве строительного и облицовочного камня, бута и щебня, служат наполнителем асфальтобетона.
Рифоидная формация (син.: платформенная рифовая, формация биогермных массивов и слоистых известняков с рассеяными биогермами) представляет собой толщу слоистых и комковатых органогенно-детритовых известняков, доломитов и сероцветных, реже пестроцветных мергелей и включает пространственно обособленные биогермы и биостромы. Биогермы преобладают над органогенными постройками других типов и имеют небольшие размеры (метры-первые десятки метров). Они составляют не более 10-30% объема таких формаций и обычно сконцентрированы в полосы, часто идущие параллельно друг другу. Рифоидные формации приурочены к пограничным зонам стабильных и интенсивно погружавшихся частей платформ и контролируются разломами. Характерны они и для платформенного борта краевых прогибов.
Формационные тела имеют линзовидно-уплощенную и линзовидную форму, протягиваются на сотни, иногда тысячи километров (нижний кембрий северо-восточной части Сибирской платформы), шириной от 20-30 до 100-150 км и мощностью от первых десятков до нескольких сотен метров.
По латерали в сторону погруженных участков платформы рифоидная формация обычно замещается слоисто-известняковой и (или) сероцветной глинисто-известняковой формациями; по направлению к стабильным участкам – известняково-доломитовой или сульфатно-карбонатной формациями.
Рост органогенных построек и накопление толщи карбонатных осадков происходили в турбулентной зоне мелководного шельфа в морях с нормальной или слабо нарушенной соленостью, в условиях теплого или тропического климата.
Рифогенные известняки являются сырьем для химической, стекольной и пищевой промышленности, широко используются в качестве строительных материалов, часто содержат крупные залежи нефти.
Известняковая формация (или формация хемогенно-биогенных и криптогенных известняков) представляет собой монотонную толщу серых, светло-серых и зеленовато-серых, иногда розоватых или черных массивных и плитчатых, крипто-мелко-и среднезернистых известняков, обычно с обильными остатками разнообразной фауны, иногда немых. Второстепенными членами парагенеза являются песчанистые и глинистые известняки, мергели, известняковые конгломераты и брекчии.
Отложения формации накапливались в литоральной и сублиторальной зонах открытых морских бассейнов нормальной солености в эпохи относительного тектонического покоя и пенепленизации областей сноса, в условиях аридного и гумидного климатов.
В отложениях формации выявлены месторождения бокситов.
Слоисто-известняковая формация (син.: известняково-доломитовая, слоистая известняково-доломитовая, слоисто-известняковая платформенная, морская карбонатная слоистая, формация слоистых известняков) слагается светло-серыми, серыми, иногда почти черными пелитоморфными, зернистыми, детритовыми, и биоморфными известняками с четкой пластовой или комковатой текстурой с многочисленными и разнообразными остатками бентосной фауны. Второстепенными членами парагенеза являются доломитизированные известняки, вторичные доломиты, мергели, реже известковые песчаники, конгломераты, аутигенные брекчии, оолитовые известняки и седиметационные доломиты. Органогенные постройки крайне редки и маломощны.
Формация накапливалась в геосинклинальных и платформенных условиях в средние этапы тектонического цикла. В геосинклинальных областях формационные тела узкие пластинообразные мощностью сотни и первые сотни метров, довольно пестрые по составу слагающих пород; в платформенных – линзовидные и линзовидно-уплощенные широкого распространения, малой мощности (20-500 м) и однородного состава.
Осадконакопление происходило в умеренно глубоководных и мелководных зонах открытых морских бассейнов с нормальной или слабо нарушенной соленостью, в областях с жарким сухим, реже влажным климатом.
Слоисто-известняковая формация часто содержит промышленные залежи нефти.
Меловая формация (син.: формация писчего мела, писчего мела и мелоподобных известняков, мелоподобных известняков и мергелей, мергельно-меловая, глауконитово-карбонатная) слагается писчим мелом, мелоподобными мергелями и мергелями с резко подчиненными прослоями известняков и глауконитово-кварцевых песков. Меловые породы состоят в основном из карбоната кальция, присутствующего в виде порошковатого кальцита. Он образуется в виде химического осаждения извести и частично при разрушении органических остатков. Среди органических остатков, слагающих мел и мелоподобные мергели, доминируют кокколиты (10-75%), в меньшей степени распространены фораминиферы (обычно 5-6%, иногда до 40%) и реже моллюски. Некарбонатная часть составляет от 1-3% в писчем мелу до 50-70% в мергелях и состоит из кварца, полевых шпатов, глинистых минералов (монтмориллонита, каолинита) и акцессорных минералов (опала, глауконита, халцедона, барита, гидрокислов железа и др.).
Формация развита только в пределах платформ. Формационные тела имеют мощность от 50-100 м в пределах антеклиз до 500-700 м в синеклизах. Формация широко распространена в разрезах верхнего мела, палеоцена, эоцена Европы, Северной Африки, на юге Северной Америки. Меловая формация верхнемелового возраста занимает почти всю южную часть Восточно-Европейской платформы и Скифско-Туранскую плиту.
В латеральном ряду в направлении к береговой линии меловая формация замещается опоковой, глинистой и глауконитово-песчаной формациями. Подстилают и перекрывают формацию глауконитово-песчаная, сероцветная глинисто-песчаная и глауконитовая известняково-глинисто-песчаная формации.
Меловая формация формировалась в открытых морских бассейнах с нормальной соленостью на глубине от нескольких десятков до многих сотен метров в условиях сильной пенепленизации суши и теплого климата.
Породы меловой формации применяются для приготовления извести и цемента, как наполнитель каучука и др.
Мергельно-известняковая формация представлена светло-серыми и белыми слоистыми глинистыми, иногда слабо доломитизированными, микрозернистыми органогенно-детритовыми известняками с прослоями желтовато- и зеленовато-серых мергелей. Второстепенными членами парагенеза являются алевролиты, песчаники, туфопесчаники и гипсы.
Формация типична для межгорных впадин. Формационные тела имеют в плане амебообразную форму и достигают 750 км в длину при ширине 200 км и мощности первые сотни метров. Накапливалась формация в мелководных морских заливах с пониженой соленостью воды и в условиях жаркого климата.
В формации отмечены повышенные концентрации марганца, фосфора, свинца, хрома.
Доломитовая формация (син.: магнезитово-доломитовая) представлена мощными толщами доломитов с прослоями магнезитов, известняков, обломочных и кремнистых пород. Формация широко распространена в геосинклиналях и на срединных массивах. В латеральном ряду замещается слоисто-известняковой, рифовой, известняково-глинистой, карбонатно-глинисто-песчаной, кремнисто-карбонатной и терригенно-галогеной формациями. Мощность формационных тел изменяется от 500 до 2400 м. Осадки формации накапливались в мелководных бассейнах с повышенной соленостью и ограниченным притоком пресных вод в условиях жаркого сухого климата.
Доломит формации добывается в качестве огнеупорного материала и флюсов, применяется для нейтрализации кислых почв, в строительстве и для получения металлического магния.
Известняково-доломитовая формация (син.: доломитистая, известково-доломитовая) слагается массивными и плитчатыми седиментационными и диагенетическими доломитами и хемогенными известняками с подчиненными прослоями органогенных известняков и доломитов, известковистых алевролитов, аргиллитов и аутигенных брекчий, иногда с желваками, линзами и тонкими прослоями кремней. Иногда формация включает мелкие многочисленные биогермы,, биостромы и биоритмиты. Типовая формация – рашковская (пржидол Подолии).
Формация распространена на платформах, в срединных массивах и в миогеосинклиналях. Встречается в верхнем протерозое и в палеозое, формируется в регрессивные стадии седиментационных циклов. Формационные тела линзовидные, мощностью от 20 до 500 м, иногда до 2000 м (челсинская формация средего кембрия Сибирской платформы), занимают обширные площади.
В известняково-доломитовой формации локализуются стратиформные месторождения свинца и цинка, проявления флюорита, стратиформные месторождения железа и промышленное марганцевое оруденение
Группа терригенно-карбонатных формаций включает карбонатную флишевую, сероцветную глинисто-известняковую, пестроцветную глинисто-карбонатную, красноцветную морскую известняковую, песчано-доломитовую.
Карбонатная флишевая формация представляет собой толщу ритмичного переслаивания серых и зеленовато-серых пелитоморфных глинистых или чистых известняков, мергелей, песчаников, алевролитов и аргиллитов. Преобладают известняки и мергели, сильноизвестковистые обломочные породы образуют подчиненные прослои. Ритмы имеют мощность от нескольких сантиметров до нескольких дециметров и весьма разнообразны по строению и сочетанию друг с другом. Обычно чередуется не менее трех разновидностей пород, зернистость которых убывает вверх по разрезу. Границы между ритмами отчетливы и несут следы размывов, знаки ряби и различные гиероглифы механического (царапины, следы волочения и др.) и биогенного происхождения (следы жизнедеятельности илоедов). Границы между элементами ритма выражены слабо. Обломочные породы, слагающие первый элемент ритмов, характеризуются мелкой волнисто-косой, перекрестной волнистой, реже волнистой или горизонтальной слоистостью. Вышележащие элементы ритмов представлены незернистыми породами с обильными фукоидами и обособляются друг от друга по гранулометрии или карбонатности. Отложения почти не содержат целых остатков крупных раковин, несмотря на исключительное обилие местами их обломков (пелециподы, гастроподы, аммониты, брахиоподы, мшанки и др.). Часто присутствуют скелетные остатки бентосных и планктонных фораминифер, реже радиолярий, остракод и мелкие планктонные водоросли (Архипов, 1973).
Формации накапливались во флишевых геосинклиналях на зрелых стадиях их развития, предшествующих общей инверсии и началу накопления моласс. Они отлагались в условиях аридного климата, в относительно мелководных частях узких (десятки километров), вытянутых на несколько сотен километров трогов. Троги были ограничены с одной или с двух сторон линейно вытянутыми поднятими – кордильерами, из которых одно представляло собой цепь скалистых островов, а второе являлось подводным барьером. Основную роль в образовании флиша играли придонные течения и суспензионные потоки, наиболее интенсивные в начале формирования ритмов и ослабленные в последующие этапы. Формационные тела вытянуто-линзовидные или четковидные мощностью сотни и первые тысячи метров. По латерали они замещаются кремнистой флишевой, песчаной флишевой, слоисто-известняковой и мергельно-известняковой формациями, подстилаются и перекрываются в основном кремнистым или песчаным флишем.
Типовая формация – новороссийская (верхний мел, турон маастрихт Большого Кавказа). Карбонатная флишевая формация установлена в верхнепротерозойских отложениях Енисейского кряжа, в каменноугольных и нижнепермских отложениях Урала, в юрских и верхнемеловых образованиях Кавказа, в верхнемеловых отложениях Карпат, а также в Альпах, Пиренеях и в других горных системах.
Сероцветная глинисто-известняковая формация слагается известняками с подчиненными прослоями мергелей и аргиллитов или представляет собой толщу ритмичного переслаивания этих пород. Известняки чистые, глинистые, доломитистые или алевритистые, плитчатые, массивные и оолитовые, в основном органогенные, иногда с мелкими биогермами. Второстепенными членами парагенеза являются глинистые доломиты, аутигенные известняковые брекчии, песчаники и алевролиты. Структура формации параллельно-, равномерно-, реже неравономернослоистая (Малич, 1974).
Формация в основном развита на платформах, характерна для конца инундационной стадии и накапливалась от верхнего протерозоя до неогена. Формационные тела занимают обширные площади и имеют выдержанные мощности, обычно превышающие сотни метров. В латеральном ряду в сторону от береговой линии она обычно замещается слоисто-известняковой, сероцветной морской глинисто-песчаной, сероцветной и красноцветной континентальными глинисто-песчаными формациями, а в сторону глубокого шельфа – глинистой формацией.
Накопление осадков формации происходило в условиях аридного, реже гумидного или умереннного климата, в переходной зоне от мелкого к глубокому шельфу бассейнов с нормальной или слабо повышенной соленостью, вдали от областей сноса.
Типовая формация – силигирская (средний верхний кембрий Якутии).
Пестроцветная глинисто-карбонатная формация сложена красными, лиловыми, желтыми, зеленовато-серыми и серыми, часто пятнистоокрашенными, глинистыми, известковистыми и чистыми доломитами, мергелями, аргиллитами и известняками. Подчиненное значение имеют прослои песчаников, алевролитов, конгломератов и резко подчиненное – прослои гипсов и ангидритов, иногда встречаются мелкие биогермы, присутствуют расеянный пирит, глауконит и кремниевые стяжения. Для пород характерна тонкая горизонтальная, линзовидная или неясная косая слоистость. На поверхностях наслоения отмечаются трещины усыхания, знаки ряби и следы жизнедеятельности илоедов. В породах содержится богатая фауна (брахиоподы, трилобиты, археоциаты, кораллы, панцирные рыбы и др.) и флора (строматолиты, онколиты и псилофиты).
Формация типична для платформ, характеризует заключительную фазу трансгрессивной стадии тектоно-седиментационного цикла и довольно широко распространена от верхнего протерозоя до неогена, но наиболее типична для кембрийских и ордовикских отложений чехла платформ. Ее мощность изменяется от 60 до 3000 м. В зависимости от состава выделяются пестроцветная глинисто-известняковая, глинисто-известняково-доломитовая и глинисто-доломитовая субформации. По латерали она замещается известняково-доломитовой, песчано-доломитовой, морской молассоидной, пестроцветной морской глинисто-песчаной и красноцветной континентальной глинисто-песчаной формациями (Малич, 1974)
Формация накапливалась преимущественно в аридных условиях в мелководных теплых эпиконтинентальных бассейнах с соленостью вод от почти нормальной до резко повышенной, реже пониженной.
Красноцветная морская известняковая формация сложена фиолетовыми алевритистыми и песчанистыми, в основном брекчиевидными, массивными известняками многочисленными остаками ругоз, фораминифер, реже пелеципод и брахиопод. Иногда встречаются рифогенные (водорослевые) –известняки. Второстепенными членами парагенеза являются пестроцветные кварцевые и полевошпатово-кварцевые, хорошо отсортированные песчаники, гравелиты и конгломераты с галькой кварца, кварцита и кремнисто-глинистых сланцев. Накапливалась в мелководных марских заливах с нормальной соленостью вод в эпохи тектонического покоя и пенепленизации областей сноса, в условиях жаркого сухого климата (Янов, 1971).
Песчано-доломитовая формация сложена глинистыми, алевритистыми, песчанистыми хемогенными и фитогенными (строматолитовыми и онколитовыми) доломитами, аргиллитами, алевролитами, кварцевыми или полевошпатово-кварцевыми песчаниками, с подчиненными прослоями и линзами оолитовых доломитов, доломитовых брекчий, гравелитов, мергелей и известняков. Карбонатные породы серой, темно-, зеленовато-, коричневато-серой, иногда почти черной окраски и с тонкой горизонтальной слоистостью. Для терригенных пород характерна пестрая, реже серая окраска и нечеткая грубая слоистость (Малич, 1974).
Формация распространена на платформах, встечается в краевых и межгорных прогибах и накапливалась преимущественно в инундационную стадию. Мощность формационных тел изменяется от первых сотен до тысячи метров и более. Она формировалась в мелководных морских бассейнах повышенной солености с преобладанием хемогенного осадконакопления, в условиях жаркого сухого климата.
Терригенно-карбонатные формации содержат залежи нефти и газа и бедны другими полезными ископаемыми. Породы карбонатного флиша иногда разрабатываются и используются как сырье для производства цемента .В песчано-доломитовой формации в отложениях верхнего протерозоя Башкирского антиклинория выявлены местрождения магнезитов, сидеритов и осадочных железных руд.
Группа кремнисто-карбонатных формаций включает кремнисто-карбонатную и битуминозно-карбонатно-глинистую формации.
Кремнисто-карбонатная формация (син.: кремнево-карбонатная, отдаленно-кремнистая, карбонатно-фтанитовая, морская карбонатная, карбонатно-кремнистая, кремнисто-известняковая, глинисто-кремнисто-карбонатная, кремнистая известняково-доломитовая) представляет собой мощную (до 1-3 км) толщу биогенных и хемогенных доломитов, известняков и мергелей с линзами и обильными стяжениями кремней, прослоями и пачками микрокварцитов, карбонатно-кремнистых и кремнисто-глинистых сланцев, яшм и различных органогенных силицитов. Иногда содержит мелкие разобщенные биогермы и биогермные массивы. Второстепенными членами формации являются песчаники, алевролиты, седиментационные карбонатные брекчии, туфы андезитов, базальтов и трахибазальтов, туффиты, ангидриты и гипсы. Структура формации – многоярусная, ритмичная. Типовая формация – тамдинская (нижний кембрий – средний ордовик Южного Казахстана).
Формация широко распространена в геосинклинальных областях и в межгорных впадинах в виде узких (до 10 км) сильно вытянутых (более 100 км) зон. Она локализована в отложениях верхнего протерозоя и палеозоя, реже встречается в нижнем и среднем протерозое и в мезозое.
Формировалась формация в условиях аридного или семиаридного климата в краевых частях бассейнов с расчлененным рельефом дна. В мелководных прибрежных и лагунных условиях накапливались доломит, железистые и марганцовистые карбонаты, на некотором удалении от берега карбонатонакопление сменялось фосфатным, кремнисто-фосфатным и кремнистым.
С формацией связаны многочисленные комплексные стратифицированные месторождения и проявления железо-марганцевых руд, часто в ассоциации с свинцом и цинком (Казахстан, Средняя Азия), стратифицированные месторождения полиметаллических руд (Кузнецкий Алатау), бокситы (Восточные Саяны), фосфориты (Каратауское месторождение в Казахстане), стратиформное сурьмяно-ртутное оруденение (Южный Тянь-Шань, Забайкалье, Якутия), скарновые месторождения вольфрама (горный Алтай, Забайкалье, Средняя Азия), а также в качестве промышленных примесей медь, золото, молибден, мышьяк и кобальт.
Битуминозно-карбонатно-глинистая формация (син.: фтанитоидно-битуминозно-карбонатная, битуминозно-мергельно-глинистая доманикового типа, битуминозно-доломитовая, доманиковая, битуминозно-глинисто-карбонатная, битуминозно-глинисто-известняковая) сложена частым переслаиванием темноцветных битуминозных органогенных известняков с кремнистыми и глинисто-кремнистыми известняками, кремнистыми мергелями, кремнеаргиллитами и силицитами. Включает маломощные прослои и линзы горючих сланцев.
Типовая формация – доманик верхнего девона Приуралья, который широко развит на востоке Восточно-Европейской платформы. Формации такого типа выявлены в верхнепротерозойско нижнекембрийских отложениях Сибирской платформы, в силурийско девонских отложениях Таймыра, в верхнеюрских отложениях Западно-Сибирской плиты (бажениты), в межсолевых нижнефаменских отложениях Припятского прогиба и т.д.
Формация парагенетически связана со слоисто-известняковой, известняково-доломитовой, сероцветной глинисто-известняковой и пестроцветной глинисто-карбонатной формациями.
Накапливалась в областях с аридным климатом в открытых морских бассейнах с нормальной соленостью и высокой концентрацией кремнезема.
Группа вулканогенно-карбонатных формаций включает спилит-диабаз-кремнисто-карбонатную (натриевых базальтов и кремнистых известняков), андезит-базальт-кремнисто-карбонатную, пикрит-базальт-слоисто-известняковую, кварц-кератофир-терригенно-карбонатную, андезит-дацит-известня-ковую и трахит-базальт-кремнисто-карбонатную формации (Бергер, Предтеченский, Попов, 1984).
Группа в целом характеризуется присутствием в составе формаций вулканогенно-осадочных парагенезов, представленных сочетанием вулканогенных, карбонатных, терригенных и смешанных пород. Вулканогенные породы спилит-кератофирового ряда (натриевые базальты липариты), а также трахибазальтовые и андезито-базальтовые вулканиты продукты подводных и наземных извержений центрального и трещинного типа. Карбонатные породы– известняки, мергели, реже доломиты органогенного и биохемогенного генезиса. Терригенные породы – песчаники, алевролиты, глинистые и кремнистые сланцы обычно с карбонатным цементом. Смешанные породы – известковистые туфы и туфовые известняки, образовавшиеся в результате эксплозивной вулканической деятельности. Примесь пирокластического материала в карбонатных и терригенных породах является характерной чертой формаций этой группы.
Формации этой группы типичны для геосинклинальных областей и формируются в эвгеосинклиналях, на внутригесинклинальных поднятиях и в зонах сочленения геосинклиналей с окружающими их жесткими кратонами. Спилит-диабаз-кремнисто-карбонатная, андезит-базальт-кремнисто-карбонатная и кварц-кератофир-терригенная формации характерны для внутренних частей геосинклинальных прогибов, пикрит-базальт-слоисто-известняковая и трахибазальт-кремнисто-карбонатная типичны для внутригеосинклинальных поднятий, пригеосинклинальных прогибов рифтогенного характера и зон активизации. Они парагенетически связаны с вулканогенными, вулканогенно-обломочными, вулканогенно-кремнистыми, некоторыми карбонатными и терригенными формациями. Формационные тела имеют линейно-вытянутую форму и значительную (3-4 км) мощность.
Породы формаций накапливались в мелководных и умеренно глубоководных полузамкнутых и замкнутых морских бассейнах с повышенной или периодически повышенной соленостью вод и сильно расчлененным рельефом дна, а также в открытом море в пределах островных архипелагов – в зонах активного вулканизма, при интенсивной фумарольно-гидротермальной деятельности, иногда сопровождавшейся выделением больших количеств кальция и углекислоты.
К формациям этой группы приурочены крупные залежи железных руд и фосфоритов.
Особенности вещественного состава и внутреннее строение карбонатных формаций определяется тектоническим, климатическим и палеогеографическим факторами.
По тектоническому признаку все карбонатные формации могут быть разделены на три ассоциации: геосинклинальную, орогенную и платформенную. В первую ассоциацию включены рифовая, слоисто-известняковая, доломитовая, кремнисто-карбонатная, карбонатно-флишевая и формации вулканогенно-карбонатной группы; во вторую – известняковая, мергельно-известняковая и красноцветная морская известняковая формации и в третью – рифоидная, битуминозно-карбонатно-глинистая, меловая, сероцветная глинисто-известняковая, пестроцветная глинисто-карбонатная, известняково-доломитовая, песчано-доломитовая.
Максимальное карбонатонакопление было связано со стадиями наибольшей стабильности тектонического режима и в целом характерно для инундационной стадии тектоно-седиментационных циклов платформ и инверсионной стадии развития геосинклиналей. Далеко не все карбонатные формации являются типоморфными для каких-либо тектонических областей. Среди формаций подвижных поясов можно назвать только вулканогенно-карбонатные, рифовую, доломитовую и карбонатную флишевую; среди орогенных – красноцветную морскую известняковую и мергельно-известняковую; а среди платформенных – лишь меловую. Остальные типы платформенных и геосинклинальных формаций спородически присутствуют также и в орогенных системах. Однако при этом ряды формаций и их полнота в разных тектонических зонах существенно отличаются друг от друга.
Карбонатные формации в подавляющем большинстве случаев представлены морскими отложениями. Они накапливались в мелководных и умеренно глубоководных зонах шельфа открытых морей с нормальной или слабо нарушенной соленостью, значительно реже в относительно глубоководной и даже батиальной частях бассейна, а также в полуизолированных или изолированных осолоненных лагунах. Почти все карбонатные формации приурочены к зонам аридного климата. Только известняковая, рифоидная и песчано-доломитовая формации встречаются в областях с гумидным климатом, а сероцветная глинисто-известняковая, битуминозно-карбонатно-глинистая могли формироваться также в областях с умеренным климатом.
Первые карбонатные породы известны с архея, где они представлены в основном мраморами и кальцифирами и имеют незначительное распространение. В раннем протерозое количество карбонатных отложений резко возрастает, хотя это в основном карбонатно-вулканогенные и карбонатно-терригенные формации с преобладанием вулканогенных и терригенных пород. Только начиная с позднего протерозоя впервые появляются мощные карбонатные толщи – монотонные или с подчиненными прослоями терригенных и вулканогенных пород.
Отмечается преимущественная приуроченность карбонатных формаций к определенным этапам развития земной коры. Большинство карбонатных формаций приурочено к позднему протерозою палеозою, значительно меньшая часть – к мезозою и лишь отдельные формации имеют широкий возрастной интервал (рис. 18). Наряду с преимущественной приуроченностью карбонатных формаций к определенным этапам развития земной коры проявляется необратимая эволюция карбонатонакопления в связи с возрастанием начиная с докембрия роли биогенных известняков, постепенно вытесняющих хемогенные известняки и доломиты.
Достарыңызбен бөлісу: |