Иерархия формационных категорий.

Тела отдельных типов геологических формаций в земной коре распространены не изолированно. В их пространственном расположении существует определенная упорядоченность, выраженная в том, что отдельные сходные составом или строением «кирпичики» группируются в более крупные агрегаты — «блоки» на основе вещественных или структурных связей.

Тела отдельных осадочных и осадочно-вулканогенных формаций, группируясь в ассоциации, заполняют конседиментационные прогибы, именуемые осадочными бассейнами. В роли бассейнов выступают разновеликие и разноранговые отрицательные структурные формы земной коры от межгорной впадины, типа оз. Иссык-Куль, расположенной внутри пояса новейших поднятий, до гиганской области погружения - впадины Тихого океана.

По мере прогибания ложа бассейна происходит его заполнение различными по составу и строению осадочными и вулканогенными толщами и этот процесс происходит тем дольше, чем крупнее структурная форма и продолжительнее ее развитие как единой самостоятельной структуры. Формации, заполняющие бассейн, находятся в парагенетических взаимоотношениях, образуя изолированную или полуизолированную самостоятельную систему. Форма тела комплекса формаций, заполнившего бассейн (бассейнового комплекса) определяется морфологическими и генетическими особенностями конседиментационного прогиба. Классическим примером бассейнового комплекса является парагенез юрских, меловых и кайнозойских формаций Западно-Сибирской плиты, составляющих крупную линзу в разрезе осадочного слоя на севере Евразии.

Поскольку бассейны соответствуют разноранговым структурным формам, постольку бассейновые комплексы также являются разноранговыми. Их ранг определяется размерами прогиба и длительностью его формирования.

Обычно возрастные объемы бассейновых комплексов формаций крупных структур соответствуют продолжительности планетарных тектонических циклов (каледонский, герцинский, киммерийский и т.д.) – т.е. два – два с половиной периода. Объемы малых бассейновых комплексов могут соответствовать эпохам относительной стабилизации (например, поздний девон-ранний карбон) или, наоборот, эпохам очередных тектоно-магматических активизаций (ранний-средний девон, средний-поздний карбон, пермь, поздняя юра-неоком и др.). Характерно, что в эпохи тектонической активизации происходит отмирание крупных бассейнов предшествующего тектонического цикла. В это же время по-соседству закладываются крупные новые бассейны следующего тектонического цикла или же малые бассейны в отрицательных структурах орогенных областей.

Бассейновые комплексы формаций наиболее хорошо видны в разрезах чехольных толщ древних и молодых платформ, на современных шельфах. В складчатых областях распространены деформированные «обрывки» бассейновых комлексов. В разрезе чехла Восточно-Европейской платформы удается выделить: два или три рифейских, вендско-кембрийский, ордовикско-раннедевонский, среднедевонско-раннекаменноугольный, среднекаменноугольно-раннепермский, познепермско-среднетриасовый, юрско-раннемеловой, позднемеловой-палеогеновый бассейновые комплексы. Юрско-раннемеловой, позднемеловой-кайнозойский комплексы выделяются на Туранской, Скифской, Западно-Сибирской плитах. В вертикальном сечении каждый комплекс отвечает тектоно-седиментационному циклу.

Строение бассейновых комплексов формаций устанавливается при сравнении множества вертикальных и латеральных рядов формаций, секущих тело бассейнового комплекса. Вертикальные ряды, расположенные в центральной части тела бассейнового комплекса (площади палеобассейна), как правило, существенно отличаются составом и строением от вертикальных рядов, составленных для периферических зон. Также отлично выглядят латеральные ряды в зависимости от их пространственной ориентировки и положения относительно центральной части тела бассейнового комплекса.

В крупных осадочных басеййнах на площади современных океанов и их окраин можно наблюдать наличие разнопорядковых структурных ассоциаций формаций, обособленных разноранговыми тектоническими структурами. Связи между формациями в таких ассоциациях — пространственные, структурные. Тела ассоциаций имеют неправильно изометричную (в плане), уплощенную форму с размерами в сотни тысяч квадратных километров (на платформах) или линейно-линзовидную форму с площадью в десятки тысяч квадратных километров. Последние характерны для структур типа трогов глубоководных желобов, глубоководных впадин окраинных морей, впадин краевых прогибов и сопряженных с ними положительных структур.

Значение климатического фактора в обособлении структурной ассоциации формаций 1 ранга, как правило, сводится к нулю, так как относительно небольшие размеры структур предполагают их размещение в одной климатической зоне.

Четкие структурные парагенетические связи, объединяющие 3—4 формации в одну ассоциацию формаций, характерны для сакмарско-артинских отложений южных впадин Предуральского прогиба, верхнеюрских толщ Горного Крыма, Большого Кавказа и др.

Структурные ассоциации осадочных и осадочно-вулканогенных формаций, пространственно связанные с частным прогибом (поднятием) или его частью (I ранг ассоциаций), в некоторых случаях объединяются в более крупные структурные парагенезисы, соответствующие пространственно системам сходных структур—островных дуг, глубоководных желобов, впадин краевых прогибов. Это парагенезисы формаций II ранга. В свою очередь, системам островных дуг и обрамляющих их отрицательных структур (геосинклинальная область) так же, как и орогенным поясам, соответствует свой, III ранг ассоциаций формаций. Характерно, что тело ассоциации формаций III ранга может иметь неправильно-сетчатую форму в связи с перемежаемостью прогибов и поднятий - прерывистостью отрицательных структур. Занимая большие площади на поверхности планеты, тела структурных ассоциаций-формаций II—IV рангов могут выходить за пределы одной климатической зоны, в связи, с чем они могут распадаться на ассоциации климатически обусловленные.

Разноранговые вещественные комплексы (формации и их ассоциации) пространственно коррелируются со следующими категориями структурных элементов: часть прогиба — прогиб (поднятие) — система частных прогибов (поднятий) — пояс прогибов и поднятий — океанский бассейн (материковый массив) — мировой океан - суперконтинент - осадочная оболочка земной коры. Каждая ассоциация формаций контролируется в данном случае тектоническим режимом, присущим для площадей вышеперечисленных разноранговых тектонических структур. Общность тектонического режима проявляется в сходных чертах вещественного состаа, но особенно, в морфологии формационных залежей и их внутреннем строении

Помимо чисто структурных связей между формациями обнаруживаются связи, обусловленные особенностями литогенеза в различных ландшафтно-климатических зонах планеты. Эти связи выражаются в сходстве вещественного состава одновозрастных смежных формаций, обусловленные общим седиментационным фоном на площади осадконакопления. Седиментационный фон контролируется суммарным эффектом нескольких факторов: удаленностью от источников сноса, климатической зональностью, составом материала, поступающего в бассейн, постоянными течениями и т.д. Ассоциации формаций, связи в которых обусловлены общим седиментационным фоном бассейна, названы нами фоновыми. Фоновые ассоциации формаций могут быть, по меньшей мере, двух рангов.

Ассоциации формаций выделяются при изучении латеральных или вертикальных рядов формаций. Части ряда отождествляются с ассоциациями разных рангов. Но не следует забывать, что ряд формаций — это искусственно «вырезанная» часть объема осадочного слоя земной коры, соответствующая или небольшой вертикальной призме над тектонической формой или тонкой ленте одновозрастных отложений. В действительности ассоциация формаций любого типа и ранга образует объемное тело. Такие тела именуют формационными комплексами. Следовательно, в природе существуют формационные комплексы нескольких рангов. Представляется, что между единичной формацией и слоем оболочки планеты следует выделять четыре ранга комплексов, образованных группами формаций, их парагенезисами.

В каждом конкретном случае в зависимости от задач, стоящих перед исследователем, он будет оперировать в своих построениях формационными телами разных рангов. Результаты формационного анализа будут тем успешнее, чем удачнее мы подберем ранг парагенетической ассоциации горных пород, с которой следует работать как с формационной единицей при решении конкретной задачи.

Например, для прогноза некоторых типов россыпных месторождений необходимо выделить в роли «рабочей» парагенетическую ассоциацию русловых кварцевые песчаников, противопоставив ее прочим ассоциациям кварцевых песчаников (эолового, дельтового и др. происхождения). Для обоснования платформенного режима развития достаточно выделить как «рабочую» ассоциацию кварцевых песчаников и каолинитовых глин (любого происхождения). Ассоциация андезит-дацитовых и граувакковых формаций является индикатором режима островных дуг. Для установления крупной этапности в истории накопления платформенного чехла, можно ограничиться разделением разреза на ассоциации преимущественно обломочных, глинистых, карбонатных пород.

Проблема иерархии природных вещественных геологических объектов крайне важна, так как при формационном анализе исследователь должен работать с ассоциациями определенного ранга. Не имеет принципиального значения, какого ранга ассоциация горных пород будет принята за «рабочую» и даже названа «формацией». Важно, чтобы этот ранг был одинаковый, В настоящее время приходится использовать нечто вроде переводных коэффициентов при сравнении формаций, выделенных разными исследователями.