К выделению геологических формаций

Понятие «геологическая формация» широко используется гео­логами разного профиля: стратиграфами, литологами, петрографами, тектонистами, металлогенистами. Существует несколько основных подходов к выделению геологических формаций: стратиграфический, парагенетический и генетический. При общем понимании геологиче­ских формаций как сообществ горных пород представители разных направлений неодинаково оценивают признаки, позволяющие обосо­бить сообщества горных пород как геологические формации [1, 5-15]. При вычленении тел ассоциаций горных пород, именуемых геологиче­скими формациями, обычно учитываются следующие признаки:

1) вещественный состав, определяемый набором пород;

2) строение, формируемое взаимоотношением пород в про­странстве и во времени;

3) характер взаимоотношений с вмещающими толщами;

4) наличие определенного полезного ископаемого в составе ассоциации;

5) генезис;

6) приуроченность к определенным структурам земной коры;

7) положение в крупном цикле эволюции земной коры (герцинском, альпийском и т. п.).

Перечисленные признаки могут рассматриваться как прямые (1-4), наблюдаемые непосредственно в обнажении, и косвенные (5-7); объективные (1-4) и субъективные (5-7). Рассмотрим, какую роль при выделении формаций отводят представители разных направле­ний перечисленным признакам.

С т р а т и г р а ф и ч е с к и й п о д х о д отражен в работах многих западно-европейских геологов, а также в трудах сибирской школы академика М. А.Усова. Формации выделялись в качестве ме­стных региональных подразделений – единиц региональной страти­графической шкалы – и отождествлялись со свитами, осадочными комплексами, горизонтами, «циклами» и т. д. В наши дни стратигра­фический подход в формационном анализе сохраняется лишь у части американских геологов, использующих термин «формация» в пони­мании, близком нашему термину «свита».

Сейчас формационный анализ развивается в двух основных направлениях – парагенетическом и генетическом.

П а р а г е н е т и ч е с к и й (структурно-вещественный) под­ход выделяет формации не по общности условий образования гор­ных пород, а по их сонахождению, устойчивой повторяемости парагенезисов горных пород, иногда разнородных, но обладающих вполне определенными особенностями состава и строения (работы Н. С.Шатского, Ю. А.Кузнецова, Н. П.Хераскова, Ю. А.Косыгина и др.). В основе этого подхода – понятие о парагенезисе, который можно определить как сочетание горных пород, закономерно обра­зующихся рядом друг с другом в результате проявления последова­тельно направленных во времени процессов, не обязательно связан­ных генетически. В представление о структуре вкладывается: рит­мичность, зональность, упорядоченность временная или простран­ственно-временная. Главные признаки формации – состав и структура, все остальные признаки являются дополнительными.

Г е н е т и ч е с к о е н а п р а в л е н и е в учении о формациях основывается на выделении их по сопроисхождению горных пород. Различают три частных принципа в генетическом направлении: тек­тонический, фациальный и петрогенетический.

Тектонический (тектоностадиалъный) принцип отражает на­правленную смену формаций в ходе развития подвижных поясов и плат­форм, появление конкретных формаций на определенных этапах развития геоструктурных зон, повторяемость одних и тех же формаций в разных по возрасту зонах, но на одних и тех же этапах. По В. Е.Хаину, формация – естественное и закономерное сочетание горных пород (осадочных, вулка­ногенных, интрузивных), связанных общностью условий образования и возникающих на определенных стадиях развития структурных элементов земной коры [15]. Этот подход ставит учение о формациях в зависимость от часто изменяющихся, нередко субъективных геотектонических кон­цепций, превращая его в своеобразный придаток геотектоники.

Фациальный принцип отражает условия, которые определяют наиболее характерные геолого-генетические особенности горных по­род, слагающих формации. Для осадочных толщ важнейшими фациальными условиями являются климатические и палеогеографические. В соответствии с этим Н. М.Страхов выделяет группы формаций аридного, гумидного, ледового и смешанного типов. Для магматических форма­ций важнейшим фациальным условием является глубина застывания магмы (а для интрузий – еще и характер ассимиляционных процессов, и структурные условия размещения среди вмещающих толщ). Иссле­дователи этого направления полагают, что, только установив генетиче­скую природу пород, доказав, что она одинакова для всей ассоциации, последнюю можно рассматривать в качестве той или иной формации.

Петрогенетический принцип при выделении формаций ис­пользован Ф. Ю.Левинсон-Лессингом, Д. С.Штейнбергом и др. В со­ответствии с ним различаются эндогенные, а среди них производные разных магм (гранитоидных, базальтовых и др.), экзогенные (терригенные, органогенные, хемогенные) и смешанные формации.

В идеале парагенетическое и генетическое направления ис­следований должны не противостоять друг другу, а развиваться в качестве взаимодополняемых. Специфичность эмпирически уста­навливаемых структурно-вещественных особенностей формаций лишь отражает своеобразие условий их образования. При выделении формаций необходимо учитывать как внешние особенности парагенезисов пород, так и определенные геологические условия их нахо­ждения: геотектоническую позицию, фациальные условия и генезис пород. Комплексный подход в формационном анализе нашел отра­жение в работах Ю. А.Билибина, Д. В.Рундквиста и др.

В наиболее общем виде, с позиции практически общепринятой сейчас концепции об уровнях организации вещества, геологическая формация – это устойчивая совокупность (парагенезис) горных пород, обладающих характерными особенностями состава и строения, образо­вавшихся в определенных условиях – на конкретном этапе геотектони­ческого развития, в сходном комплексе фациальных условий. Горные породы, входящие в парагенетическую ассоциацию, нередко именуют «набором пород». В наборе выделяют главные (обязательные) и второстепенные члены парагенезиса. Главные члены характеризуют парагене­зис вне зависимости от возраста и местоположения. Второстепенные чле­ны могут присутствовать не в каждом из них, их содержание невелико. Второстепенные члены парагенеза, отражая его индивидуальность, часто имеют важное значение для восстановления обстановки форми­рования парагенеза, а также являются полезными ископаемыми.

Различают конкретные формации и абстрактные формации, или формационные виды. Формационный вид представляет собой обобщенный образ, модель многих однотипных конкретных форма­ций, которые в разных регионах могут иметь определенный возраст и ряд индивидуальных особенностей. Соотношение между формационным видом и конкретной формацией такое же, как в биологии между видом и индивидом. Конкретным проявлением, например, магматического формационного вида является магматический (плу­тонический или вулканический) комплекс, а для осадочных и осадочно-вулканических образований – свита.

Обозначение формационных видов возможно с использованием правил, опирающихся на некоторые традиции: 1) правило приоритета; 2) независимость формационной номенклатуры от других номенкла­тур; 3) указание типичного индивида при выделении нового вида фор­маций (иными словами, выделение формаций должно быть основано на эталонах); 4) ясная диагностика представителей, отражающих видо­вой состав пород, слагающих формации, характер сочетаний образо­ванных ими монопородных тел и т. д. Наименование видов формаций избирается как: а) исторически сложившееся; б) производное от наимено­вания горных пород или наименования тектонических, палеографиче­ских или палеоклиматических условий образования.

Многообразие существующих классификаций геологических формаций не исключает необходимости создания единой система­тики формаций, основанной на их разделении в зависимости от при­знаков вещества и строения. По мнению В. И.Драгунова, такая сис­тематика может быть сходна с систематикой, используемой в па­леонтологии. В ней должны быть предусмотрены различные ие­рархические группы: типы, классы, отряды, семейства, роды, виды. В настоящее время наиболее разработаны и широко используются в геологической практике классификации магматических, осадочных и метасоматических формаций. Сложнее ситуация с метаморфиче­скими формациями, где подходы к их выделению очень разнообраз­ны и контрастны, а, кроме того, при исследовании метаморфических толщ традиционно используется метод выделения метаморфических фаций. В последующих разделах основное внимание будет уделено магматическим, осадочным и метасоматическим формациям.