Литология, как наука об осадочных телах

с экологией и палеоэкологией,

с климатологией, физической географией

и с почвоведением,

с минералогией, а через нее с геохимией, физической и коллоидной химией.

Очень важны взаимосвязи литологии с инженерно-геологическими дисциплинами, грунтоведением и гидрогеологией.

В основе первого – изучение состава и внутреннего строения пород.

В основе второго – разделение пород по способу и условиям их образования.

Все попытки построить «чистую» классификацию пород на основе только одного из этих подходов неудачны – на разных ступенях изучения нужно использовать оба подхода.

Актуализм исходит из принципа: «Настоящее есть ключ к пониманию прошедшего»,
то есть изучение процессов, происходящих в современных условиях, принимается за основу для суждения о процессах и условиях минувших геологических периодов.

Леонардо да Винчи

Бернар Палисси

Николай Стено

Силы, изменяющие лик Земли, бывают внешние и внутренние: «Внешние действия суть сильные ветры, дожди, течение рек, волны, морские льды, пожары в лесах, потопы; внутреннее одно землетрясение».

«Если он (геолог) твёрдо усвоит верование в сходство или тожество древней и настоящей системы земных изменений, то в каждом факте, указывающем на причины, повседневно действующие, увидит ключ к истолкованию какой-нибудь тайны в прошедшем».

В русской геологической литературе названием фация (в понимании Грессли) впервые (1868) было применено Н. А. Головкинским для обозначения изменений пермских отложений в бассейны Волги и Камы.

Понятие фация у Грессли было многосторонним (оно охватывало петрографический состав пород, заключённые в них органические остатки, генезис отложений и их изменения в определённых стратиграфических рамках), что послужило причиной дальнейшего использования термина "фация" в разных смыслах.

Аманц Грессли

Фация может быть выделена:

Определение фации

по цвету,

характеру слоистости,

составу,

структуре,

ископаемым остаткам,

осадочным текстурам.

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.

Однако подобные фации обычно прямо не сопоставимы с породами.

Этот закон действует только в случае отсутствия крупных перерывов.

Взаимоотношения фаций

Ассоциация фаций дает дополнительные признаки для интерпретации обстановок седиментации.

Последовательность может встречаться в разрезе единично либо повторяться (циклично).

1) размер зерен увеличивается кверху от резкого или эрозионного нижнего контакта;

2) размер зерен уменьшается кверху от резкого или эрозионного контакта.

а

б

в

Следует создавать и неактуалистические модели – некоторые прошлые условия не имеют современных аналогов.

В настоящее время признается важность как нормальной, так и катастрофической седиментации.
Различать их не всегда легко, поскольку мы регистрируем результат, а не сам процесс.

Они могут отлагать небольшую долю от всей массы осадков, но могут создавать и основную массу пород.

И те, и другие могут образоваться как в результате нормальной седиментации, так и под действием катастрофических процессов.

Это процесс обычно катастрофический,

почва

биотурбиты

Профиль равновесия

размыв

Например, проградация рукавов вытянутой дельты настолько уменьшает уклон, что река в конце концов находит более крутой и короткий путь к морю.

Меандрирующие реки надстраивают прилегающие поймы, поскольку аккумуляция осадков сосредоточена главным образом в руслах и прирусловых валах. Рано или поздно они прорывают свои берега, чтобы найти новое русло.

Эти изменения заложены в самой природе обстановок осадконакопления, хотя точное время их проявления контролируется обычно исключительно сильными паводками, штормами или сейсмическими толчками. Такие «спусковые» механизмы необходимо отличить от основных причин явлений.

Будет ли отлагаться песок или ил, зависит от наличия соответствующего материала в такой же мере, как и от действующих в данной обстановке процессов.

Поступление осадочного материала является одним из факторов, контролирующих мощности осадочных фаций; оно может также влиять на глубину и условия осадконакопления.

Осадочный материал поступает из двух источников:

1) внебассейнового, главным образом терригенного, тип материала зависит от геологического строения, рельефа, климата и тектоники;

2) внутрибассейнового, преимущественно биогенно-хемогенного, поставляющего материал путем химического осаждения, в результате жизнедеятельности растений или животных, эрозии ранее отложившихся в бассейне осадков или экструзии на дно снизу песчаными и грязевыми вулканами.

Важны не только средние значения температур и атмосферных осадков, но также их сезонные экстремумы и спорадические флуктуации.

Индикаторами температуры служат эвапориты, ископаемые почвы, растительность, тиллиты, некоторые типы оолитов и обычно фауна.

Показателями количества атмосферных осадков являются растительность, ископаемые почвы, эвапориты, эоловые песчаники с дюнной слоистостью, провинции глинистых минералов.

Озера и лагуны особенно чувствительны к климату, а следовательно, лагунные и озерные фации служат превосходными климатическими индикаторами.

Теплый климат оказывает сильное влияние на образование известняков, эвапоритов и углей.

Теплый климат оказывает сильное влияние на образование известняков, эвапоритов и углей.

Такие осадки поддерживают положение поверхности дна вблизи уровня озера или моря, несмотря на отсутствие терригенного питания.

Трансгрессии и регрессии являются отчасти результатом эвстатических изменений уровня моря.

Однако регрессия береговой линии может иметь место также в ходе глобального подъема уровня моря, если поступление осадочного материала достаточно интенсивно.

Аналогично, трансгрессия может происходить во время глобального понижения уровня моря, если скорость тектонического или изостатического погружения суши больше скорости падения уровня.

Локальные изменения уровня моря могут быть вызваны поступлением осадочного материала, нагрузкой осадочных масс на земную кору, вертикальными тектоническими движениями, наклонением блоков коры, изостатическим погружением или воздыманием.

Глобальные, или эвстатические, колебания уровня моря обусловлены изменениями либо объема океанских вод, либо вместимости океанских бассейнов, вызванными главным образом тектоническими механизмами.

Объем океанических бассейнов может меняться в результате действия различных тектонических механизмов.

Эвстатические колебания уровня моря, обусловленные флуктуациями оледенений или затоплением малых океанических бассейнов, происходят со скоростью на три порядка выше скорости изменений, обусловленных глобальной тектоникой.

Изменения уровня моря имеют различные временные масштабы и бывают глобальными, региональными или локальными. Их нужно иметь в виду при построении любых фациальных моделей.

Растительный покров на суше участвует в формировании почвы и подавляет эрозионную деятельность дождевых вод, плоскостного смыва и ветров.

Планктонные микроорганизмы (фораминиферы, радиолярии, диатомеи и др.) обеспечивают постоянный «дождь» пелагического осадочного материала в океанах и озерах.

Бактерии имеют особенно большое значение в формировании почв как агенты выветривания, окисления и восстановления железа, а также восстановления сульфата.

Роль бактерий в формировании и преобразовании осадков также велика.

Характер, интенсивность и места проявления биологической активности постоянно менялись в ходе эволюции. При сравнении древних и современных фаций или древних фаций из разных систем необходимо знание современной биосферы.

Хотя биота влияет на все обстановки, биологический фактор имеет первостепенное значение при изучении пелагических обстановок и карбонатных отложений мелководных морей.

Вариации температуры и солености определяются в значительной мере климатической зональностью и колебаниями климата.

Океаническая циркуляция, приводящая к подъему богатых питательными веществами вод, обусловливает локальное накопление некоторых типов биогенных илов, фосфатов и диатомитов.

Уровень насыщения вод карбонатом кальция определяет, будут ли карбонатные скелеты организмов корродироваться и растворяться, или будут сохраняться, возможно с дополнительным выпадением хемогенного карбоната.

Химические свойства вод являются главным контролирующим фактором фаций озерных отложений.

В пелагических обстановках значительную роль играют выщелачивание горячих базальтов под действием морской воды, формирование глинистых минералов путем химического обмена между вулканитами и морской водой, разгрузка обогащенных металлами гидротермальных растворов.

В озерах может наблюдаться прямая связь отлагающихся осадков с составом вулканических продуктов.

Возникновение вулканических гор и островов приводит к быстрой смене фациальных условий, в первую очередь к изменению глубины моря.

структуре,

ископаемым остаткам,

осадочным текстурам
и, конечно, по совокупности признаков.

5. Фации, залегающие согласно в вертикальном разрезе, формировались в соседних по латерали обстановках.

6. Интерпретация фаций основана на использовании упрощенных типовых моделей.