Сульфатно-хлоридные формации
К рассматриваемому классу формаций относятся разнообразные по строению толщи, сложенные преимущественно сульфатными (ангидриты, гипсы) и хлоридными (галитит, сильвинит, карналлит и др.) породами. В качестве второстепенных членов в формациях присутствуют прослои доломитов, известняков, обломочных и глинистых пород глауберита и проч.
Сульфатно-хлоридным формациям посвящена обширная литература, поскольку они вмещают комплекс важных полезных ископаемых (каменная, калийная соли, бораты, глауберит, сера, минеральные воды); к областям их распространения приурочен своеобразный парагенезис диапировых структур — соляные массивы, купола, штоки, компенсационные синклинали и др., контролирующие нефтегазоность.
Особенности состава и строения галогенных формаций охарактеризованы в работах А.А. Иванова, Ю.Ф. Левицкого, М.А. Жаркова, Т.М. Жарковой, Л.Г. Кирюхина, В.С. Конишева, М.П. Фивега, Н.М. Страхова, А.Л. Яншина, М.Л. Левенштейна, Г.А. Мерзлякова, Н.Л. Габой, С.М. Кореневского, Н.Е. Митина, В.И. Дитмара, В.С. Лучникова, Л.Г. Гаврильчевой, И.Н. Тихвинского и др.
На территории Северной Евразии галогенные формации присутствуют и описаны в разрезах нижнего кембрия и девона Сибирской платформы, девона, нижней и верхней перми Восточно-Европейской платформы; пермских отложений Предуральского прогиба и впадин Центрального Казахстана; верхнеюрских отложений Предкавказья, юго-востока Туранской плиты и Афгано-Таджикской впадины; неогеновых отложений Предкарпатского и Закарпатского прогибов, северо-запада Туранской плиты, впадин Тянь-Шаня и др. Антропогеновые галогенные формации связаны с озерными толщами Равнинного Крыма, южных районов Западносибирской плиты.
Повсеместно это толщи, формировавшиеся в условиях полуизолированных бассейнов разной величины, существовавших в пределах платформ (синеклизы, окраинные прогибы, рифтовые структуры) и впадин орогенных областей. Намечается вполне определенная связь стратиграфического положения галогенных формаций с эпохами аридизации климата на территории Евразии и поясной климатической зональностью во все эпохи их накопления. Соответственно по латерали и вертикали галогенные формации тесно связаны с красноцветными и пестроцветными терригенными, доломитовыми, известняковыми формациями, в том числе рифового строения, а также с кремнисто-известняковыми формациями доманикового типа. Галогенные формации обнаруживают также отчетливую приуроченность к регрессивным элементам или началу трансгрессивного элемента осадочных мегаритмов, обусловленных проявлением процессов тектоно-магматической активизации.
Группа галогенных (сульфатно-хлоридных) формаций обычно подразделяют на две подгруппы: формации сульфатные — гипсово-ангидритовые толщи с отдельными маломощными прослойками карбонатных и терригенных пород, иногда — хлоридных; формации хлоридные, в разрезе которых наряду с сульфатными породами большую роль играют хлоридные. Нередко хлоридные формации подразделяют в зависимости от наличия или отсутствия в них легкорастворимых хлоридов—сильвинита, карналлита и т. д.
Г.А. Мерзляков /15/ сравнил наборы пород, которыми сложены пермские соленосные толщи Евразии, и пришел к выводу, что присутствие определенных пород в одних толщах и отсутствие в других позволяют выделить разновидности галогенных толщ по составу. Им выделилено шесть разновидностей галогенных толщ: 1) ангидрит-галитовая - характеризуются простым составом: ангидрит и галит. Это соленосные толщи верхнего красного лежня Центрально-Европейского бассейна, востока Прикаспийской впадины (кунгур) и центральных районов платформы; 2) доломит-ангидрит-галитовая - характеризуется присутствием карбонатных пород. Представителями являются никитовская и славянская свиты Днепровско-Донецкой впадины, верхнекулойская свита севера Восточно-Европейской платформы, иренская свита в Юрюзано-Сылвенской впадине; 3.) глинисто-доломит-глауберит-галитовая, содержащая, наряду с карбонатными породами, глинистые и глауберитовые. Примером являются соленосные толщи Чу-Сарысуйской впадины; 4) сильвинит-карналит-галитовая - с широким распространением хлоридных пород. К этой разновидности относятся соленосные толщи севера Юрюзано-Сылвенской и Верхнепечерской впадины; 5) кизерит-карналит-галитовая - объединяет четыре соленосные толщи Центрально-Европейского бассейна; 6) кизерит-бишофит-карналит-сильвин-галитовая - соответствует соленосной толще Прикаспийской синеклизы и впадин Предуральского прогиба.
При таком группировании первая разновидность не содержит карбонатных пород, во второй появляются доломитовые или доломит-ангидритовые породы; третья резко выделяется от остальных развитием своеобразных пород-сульфатного класса — глауберитовых. В четвертой разновидности широко распространены хлоридные калийные соли в различных сочетаниях. Следующая разновидность содержит, кроме калийных солей хлоридного типа, большое количество магниевых и калийно-магниевых сульфатных солей, а в шестой разновидности к перечисленным калийным и калийно-магниевым солям добавляются и хлоридно-магниевые, представленные бишофитом.
Типизация галогенных (сульфатно-хлоридных) формаций, приведенная выше, конечно не охватывает всего их разнообразия. Галогенные формации, характеризуясь, как правило, тонкоритмичным строением, различаются по внутренней структуре (направленности изменеия вещественного состава). Их состав и строение находится в зависимости от положения формаций в рядах: карбонатные — галогенная — карбонатные; терригенные — галогенная — карбонатные; карбонатные — галогенная — терригенные; терригенные—галогенная—терригенные. т.е. - от их положения в теле более крупных ассоциаций.
В качестве примеров конкретных галогенных формаций рассмотрим верхнефранскую и верхнефаменскую соленосные толщи Припятско-Днепровско-Донецкого прогиба. Формационные залежи Припятской и Днепровско-Донецкой впадины (ДДВ) разобщены зоной развития терригенных и вулканогенных отложений Брагинско-Лосевской седловины. Общая площадь распространения залежи в Припятском прогибе—21000 кв.км. Мощность толщи составляет 300-600 м, соленасыщенность — 45-52%. Мощность пластов каменной соли —до 40 м, разделяющих слоев гипсов и доломитов — 1-20 м. В разрезе выделяется восемь ритмопачек. К верхним ритмопачкам приурочены горизонты калийных солей (сильвинита) мощностью от 0,5 до 19 м.
В пределах ДДВ площадь формационной залежи измеряется 60000 кв.км. Ее мощность составляет 800-1300 м, увеличиваясь в зонах соляных куполов до 2500 м. Формационное тело образовано чередованием пластов каменной соли (от 5-20 до 70-100 м) и пластов межсолевых пород (от 2 до 20-40 м). Обычно насчитывается шесть полных ритмов (ритмопачек). Среди несоляных пород преобладают ангидриты и известняки, присутствуют аргиллиты, мергели, доломиты, диабазы, туфы и др.
К характерной галогенной формации на юго-востоке Средней Азии относится толща кимеридж-титона (гаурдакская свита), охарактеризованная в работах большого числа исследователей. Тело формации занимает Амударьинскую и Мургабскую впадины, выходит на поверхность в поперечном поднятии Юго-Западного Гиссара и продолжается в пределы Афгано-Таджикской впадины. Средне-Азиатский позднеюрский эвапоритовый бассейн занимает площадь свыше 300 000 кв.км. В северных районах Юго-Западного Гиссара, по южному склону Гиссарского хребта галогенная формация выражена толщей белых гипсов (70— 350 м). В ее нижней части присутствуют прослои доломитов, темных брекчиевидных известняков, а в верхней — красноцветных глин и алевролитов. В более южных районах в разрезе формационного тела обособляются четыре части: известняково-ангидритовая, ангидритовая, галитовая и глинисто-гипсовая. Суммарная мощность двух нижних не превышает 400 м, верхних — 300-350 м. В разрезе галитовой части присутствует несколько горизонтов калийных солей. В пределах Мургабской впадины, галогенная формация имеет многочленное строение и корреляция ее отдельных пачек осуществляется неоднозначно на площади формационного тела (Л.Г. Гаврильчева, М.А. Жарков и др.). В целом, в прибортовых частях формационное тело сложено сульфатами, ближе к центральной части появляются хлориды и его строение усложняется. Наиболее сложное, многоритмичное строение имеет центральная часть тела в восточных районах Мургабской впадины.
Силицитовые формации
Этот класс объединяет формации, в разрезе которых значительная роль принадлежит кремнистым породам - силицитам (яшмам, спонголитам, радиоляритам, трепелам, опокам). В качестве второстепенных членов парагенезисов присутствуют известняки, глины (глинистые сланцы), пирокластические породы и лавы, железистые породы.
Силицитовые формации развиты на платформах и в геосинклинальных областях. На платформах они типичны для осадочных серий, накопившихся в высокоширотных морских бассейнах. В подвижных поясах они особенно широко распрортранены и нередко находятся в ассоциации с вулканическими толщами.
Силицитовые формации известны в докембрии, палеозое, мезозое и кайнозое. Характерно, что формаций, сложенных нацело силицитовыми породами (яшмами, радиоляритами, спонголитами) немного. Значительно шире распространены карбонатно-, железисто-, вулканогенно-кремнистые толщи.
Характерной группой силицитовых формаций являются яшмовые. По Н.С. Шатскому, к яшмовой формации относятся толщи, сложенные красными, зелеными яшмами, яшмовидными кремнистыми туфами с прослоями терригенных пород и подчиненными линзами известняков или же чередованием мощных пачек ящм с диабазами, базальтовыми порфиритами, граувакковыми песчаниками и кварцитами.
По мнению Г.А. Каледы, выделившего и охарактеризовавшего яшмовую формацию в разрезе верхнего силура-нижнего девона в Южном Тянь-Шане, среди яшмовых формаций имеется большое число разновидностей (субформаций по Г.А. Каледе), которые отличаются составом пород, сопутствующим яшмам, их взаимоотношением, степенью метаморфизма. В разрезе девонских отложений Южного Урала яшмовая формация описана, И.В. Хворовой. Яшмовый бугулыгырский комплекс представлен в одних случаях почти единой толщей (до 200-400 м) тонко- и толстослоистых яшм, в других — чередованием пачек мощностью от нескольких до 50м яшм с кислыми туфами, туффитами и яшмами. В строении формации отмечается ритмичность нескольких порядков.
Большая часть исследователей предполагает, что яшмовые формации формируются в глубоководной обстановке, но высказывают мнения о возможности образования яшмовых (смешанных) формаций на небольшой глубине в связи с вулканическими процессами. В.Ю. Запрометов и О.Д. Шевченко отмечали, что на Южном Тянь-Шане силицитовые формации известны от рифея вплоть до среднего карбона. Среди них они выделяют два семейства: прибрежных силицитовых и удаленных формаций.
Э.Н. Янов приводит описания кремнистых (силицитовых) формаций подвижных областей - яшмовых, спилит-диабаз-яшмовых, а также кремнисто-сланцевых (фтанитовых), кремнисто-диатомитовых, углеродисто-кремнистых, кремнисто-железистых формаций/39/.
Силицитовые формации широко распространены среди палеозойских толщ Урала, Тянь-Шаня, Казахстана, Кузнецко-Саянской области, а особенно — среди мезо- и кайнозойских комплексов Сихотэ-Алиня, Приохотья, Корякского нагорья, Камчатки, Сахалина. Их систематика и изучение заслуживает самого пристального внимания, так как силицитовые формации, в парагенезисе с терригенными и карбонатными разных типов, являются надежными индикаторами палеогеодинамической обстановки. Они содержат месторождения железа, марганца, фосфоритов и т. д.
На платформах Евразиии силицитовые формации известны в разрезе палеогеновых и верхнемеловых отложений бореальной области (Западно-Сибирская плита, северные районы Русской плиты и др.). Кремнистые породы (трепелы, опоки) находятся в ассоциации с гидрослюдистыми опоковидными глинами, кварцево-глауконитовыми песками и песчаниками. Для них также характерно присутствие фосфоритов, марганца, железистых пород.
Смешанные формации
Это наиболее распространенная в природе самая большая по числу и разнообразию представителей группа формаций. Элементарные наборы главных членов этих формаций состоят из пород разных классов—алюмосиликатных, карбонатных, хлоридно-сульфатных, железистых и других, намходящихся примерно в равных соотношениях. Смешанные, формации объединяют глинисто-известняковые, песчаниково-известняковые, кремнисто-карбонатные, кремнисто-железистые, глинисто-сульфатные и другие толщи с весьма широким диапазоном изменений в соотношениях пород — главных членов парагенетических ассоциаций. По-видимому, к этой же большой группе смешанных формаций следует относить осадочно-вулканогенные (терригенно-, кремнисто-, карбонатно-вулканогенные) и другие типы формаций. В результате число различных вполне самостоятельных групп смешанных формаций чрезвычайно велико.
Каждая из групп, составляющих последовательный ряд смешанных формаций, например карбонатно-терригенная, кремнисто-вулканогенная и другие,- требует специального исследования, выработки своей классификации, систематики. Частично проблемы систематики осадочно-вулканогенных формаций рассматривались И.В. Хворовой, Т.Н. Фроловой, Л.Н. Ботвинкиной, Г.С. Дзоценидзе, Л.Н. Формозовой, Е.А. Соколовой, Н.Г. Бродской, В. И. Черновым и др., однако многие вопросы остаются неясными. Любопытно, что в работах В.И. Попова смешанные по составу толщи обычно рассматриваются как толщи, в строении которых чередуется несколько формаций. В результате проблемы их разграничения просто не существует.
Независимо от состава смешанных формаций для них характерны некоторые общие черты. Они накапливаются в условиях периодически меняющейся палеогеографической обстановки, климата или при эпизодических нарушениях нормального хода седиментации, в том числе процессами вулканизма. Смешанные формации обычно имеют сложную генетическую природу. Все смешанные формации обычно ритмично-слоистые, от грубослоистых до тонкослоистых. К типичным смешанным формациям относятся флишевые терригенно-вулканогенные.
Нередко смешанные по составу формации обосабливаются в виде зон взаимопереходов двух смежных формаций разных классов. Известно много примеров, когда терригенная толща вверх по разрезу переходит в карбонатную через толщу переслаивания терригенных и карбонатных пород. Если эта толща переслаивания по своему стратиграфическому объему и мощности равнозначна подстилающей и покрывающей толщам, она заслуживает выделения в качестве самостоятельной формации. Аналогичным образом возникают толщи чередования в зонах сопряжения двух формации по латерали. Примеры формаций смешанного состава наблюдаются в зонах фациального замещения сульфатно-хлоридных красноцветными формациями, что типично для платформ. Ограничить в пространстве такого типа «переходные» формации можно только на основе заранее оговоренных правил.