Генетические признаки осадочных пород

Анализ и синтез генетических признаков лежит в основе методики детального комплексного литолого-фациального изучения осадочных толщ. В качестве первичных генетических признаков рассматриваются: цвет породы, минеральный состав, структура, текстура, цемент, характер границ между слоями, ритмичность, остатки флоры и фауны, форма залегания, контакты и переходы.

Цвет породы имеет важное генетическое значение. Может быть первичным или вторичным, приобретенным в процессе выветривания или последующих диагенетических изменений и т. п. Доказать первичность или вторичность цветовых оттенков в горной породе очень трудно, за исключением случаев, когда цвет получается в связи с первоначальным цветом разрушенных минералов [5]. Обычно цветовая окраска обусловлена присутствием какого-либо компонента-хромофора (железа в трехвалентной форме, тонкодисперсных остатков обугленного органического вещества, сульфидов металлов) и позволяет установить окислительно-восстановительную обстановку.
Черный цвет породы получается вследствие неполного разложения органических веществ при более или менее анаэробных условиях в болотах, сырых и холодных равнинах, озерах, очень мелководных морях, лишенных приливов-отливов и на больших глубинах морей и океанов. Свидетельствует о наличие органики, либо битуминозного, либо углистого типа. Темную окраску также могут придавать скопления темноцветных минералов - магнетита, ильменита, титаномагнетита и др.
Темно-серые оттенки пород сходны с черными, но обусловлены более широким рядом причин. В континентальных условиях серые осадки могут содержать продукты испарений (пустынные или озерные отложения). В отсутствии продуктов испарения оттенки серого присущи аллювиальным пескам разлива. Серые осадки формируются в условиях дельтового комплекса, на неритовых участках дна, на континентальных склонах (турбидитовые фации).
Синеватые до серо-черных оттенки присущи океаническим и морским илам, отлагавшимся под водой в условиях ограниченного количества кислорода.
Оттенки пород от желтого до красного обычны в осадках, которые уплотнились и подверглись действию атмосферы. При переносе осадочного материала этот цвет теряется и переходит в серо-черные тона, вследствие восстановления гидрированной окиси железа.
Бурый цвет обязан гидроокислам железа, формирующихся, как правило, в прибрежно-морских или пресноводных озерных отложениях. В красноцветах бурые тона обусловлены присутствием гематита и свидетельствуют о жарком, засушливом климате.
Красный цвет указывает на происхождение осадка при условиях уровня вод, достаточно низкого для обеспечения хорошего дренажа, теплого влажного климата, близкого к тропическому. Осаждение могло происходить на речных пойменных долинах, в дельтах или мелководных морях и озерах. Присутствие значительного количества органического вещества, погребаемого в осадке уничтожит первичный красный оттенок. Также красные осадки формируются в самых глубоких областях океанических бассейнов.
Розовый или красный оттенок песчаников может быть обусловлен присутствием розового или красного полевого шпата.
Зеленый цвет свидетельствует о возможном присутствии зерен глауконита или хлорита, характеризующих морской генезис отложений. Появлению бледно-зеленых оттенков могут способствовать закисные соединения железа, характерные для отложений болот.
На практике цветовая окраска любой осадочной породы имеет сложную историю превращений и не поддается упрощенным идентификациям.
Минеральный состав породы характеризует условия осаждения, длительность, направления, дальность переноса и в частности позволяет решить вопрос о составе пород в области питания и климате. Для каждой конкретной осадочной толщи или ее части, содержание и особенности распределения терригенных минералов будут зависеть от состава пород источников сноса, от свойств конкретных минералов и от условий протекания осадочного процесса. Для определения фаций используют различные геохимические методы, основанные на разграничении распространения отдельных элементов, групп и коэффициентов в определенных палеообстановках.
Цемент пород свидетельствует об условия осадкообразования. Наличие известкового цемента указывает на жаркий климат. Базальный гипсовый цемент говорит о засушливых условиях. Глинистый цемент характеризует условия, в которых не происходило отделение от зерен, слагающих породу) глины пролювиального, коллювиального генезиса, отложения турбидитов и т. д.).
Текстура пород отражает состояние среды в момент накопления осадочного материала и результаты ее взаимодействия с осадком (характер слоистости отложений). Первичные текстуры характеризуют процесс образования осадка (стадия седиментогенеза). Вторичные текстуры отражают этап переформирования осадка или породы на более поздних стадиях (диагенез, катагенез и т. д.). Гранулометрический состав породы свидетельствует о гидродинамике среды осадконакопления. В простых случаях характер текстуры изменяется параллельно изменению гранулометрического состава. Однако в большинстве случаев соотношение гранулометрического состава и текстуры породы в любом седимен- тационном цикле бывает значительно сложнее и разнообразнее, причем изменение характера текстуры далеко не всегда идет равномерно изменению гранулометрического состава. На текстурные особенности отложений влияют следующие факторы: характер движения среды отложения; его интенсивность; постоянство течения по силе и направленности; изменение мгновенных скоростей потока; характер самой среды отложения; насыщенность среды механической взвесью.
Структура породы характеризует особенности строения породы, обусловленные формой, размерами зерен, степенью окатанности и отсортированности, упаковкой зерен по отношению друг к другу. Изменение этих параметров свидетельствует о длительности транспортировки осадочного материала, о динамике среды его осаждения и от других условий седиментогенеза. Наиболее значимы для литолого-фациального анализа такие гранулометрические параметры, как содержание песчаной фракции Пфр., алевритовой - Афр, глинистой - Гфр., медианный размер зерен - Мб, коэффициент отсортированности обломочного материала - S0.

При увеличенных скоростях потока будет увеличен медианный диаметр зерен и значительно уменьшено содержание глинистой фракции. По структуре обломочной части можно судить о рельефе областей питания. Более грубозернистый материал будет свидетельствовать о расчлененном рельефе со значительными высотными отметками. Степень окатанности зерен зависит от дальности их переноса. Отсортированность характеризует среду осаждения. Осадки отложенные при колебательных движениях водной среды, в связи с неоднократным взмучиванием и переотло- жением, характеризуются лучшей сортировкой материала, по сравнению с осадками, отложенными при поступательном движении среды [36]. На структурные признаки оказывают влияние многие факторы. Наиболее значимыми из них являются: среда переноса; длительность и масштабы переноса; скорость потока; его загруженность осадочным материалом; размер и форма обломков, поступающих в процессе переноса; механические характеристики зерен; форма переноса (взвесь, волочение, перекатывание); скорость транспортирующей силы [6; 14].
Поэтому, с определенной достоверностью структурные признаки характеризуют только динамику среды осаждения, которая в различных фациях может быть одинаковой. Поэтому структурные признаки отложений рассматривались в комплексе с другими данными.
Характер границ между слоями (резкие, постепенные, неровные, волнистые, неясные и т. д.) свидетельствует об условиях изменения осадконакопления.
Частота переслаивание (наличие ритмичности) объясняет направленность изменения слоистой текстуры отложений по разрезу, изменения толщины отдельных слойков, направленности в изменении зернистости разреза.
Остатки древних организмов позволяют определять физико-химические черты среды их обитания. Их состав и условия захоронения являлись основой для биофациального анализа. В ископаемом состоянии были обнаружены остатки организмов (их твердые части); прямые следы бывшего существования этих остатков (яда раковин, их отпечатки); многочисленные следы жизнедеятельности организмов (биотурбация, ходы и норки илое- дов). Рассматривались количественные соотношения остатков фауны и их расположение относительно друг друга и по отношению к текстурным элементам и структурным особенностям вмещающих их пород. Важным являлось наличие остатков животных, давших информацию об условиях их обитания, а следовательно и об условиях, где накапливались отложения, ставшие впоследствии продуктивными. Особенно информативны в этом случае бентосные животные, имеющие тесную связь с субстратом дна [90; 100].
Остатки и отпечатки флоры, корешков растений, их толщина, длина, частота встречаемости, степень деформации при уплотнении осадка, включение линзочек угля, галек, их размеры, состав, форма имеют важное генетическое значение. Остатки простейших животных и низших растений (водорослей, грибов) встречаются и в морских и в континентальных условиях и дают начало горючим сланцам и сапропелитам. Ископаемые угли образуются, как правило, из болотной растительности. Но возможно их формирование и в прибрежно-морской обстановке. Обугленные растительные остатки, раздробленные и превращенные в детрит широко распространены во всех типах отложений, но особенно многочисленны в континентальных фациях.
Форма залегания в разрезе имеет большое значение для литолого-фациального анализа, т. к. указывает на определенные фациальные условия. По форме поперечного сечения выделяют шесть основных типов тел: 1) линзообразно-вогнутые тела; 2) линзообразно-изогнутые; 3) пластообразно-изогнутые; 4) линзообразно-двояковыпуклая; линзообразно-выпуклая; 6) пластобразно-выпуклая. Эти типы характерны для тел простого сложения. Но, как правило, в практике нефтепоисковых работ встречаются тела, имеющие сложное строение, состоящие из нескольких простых тел. Среди них можно выделить четыре группы: 1) тела изолированные, залегающие среди глинистых пород, не имеющие соприкосновения друг с другом; 2) тела прилегающие, резко смещенные друг к другу своими боковыми частями; 3) тела соприкасающиеся, залегающие друг над другом и касающиеся друг друга своими поверхностями; 4) тела вложенного типа - результат размыва друг - друга. Также при диагностике фаций важное значение имеет определение формы распространения тел по площади. Среди которых выделяют четыре основные группы:1) изометрические - у которых отношение длины к ширине примерно 1:1;2) линзовидные - с отношением длины к ширине более 3 и далее;3) ленточные (шнурковые) - с отношением длины к ширине более 3 и далее;4) дендроидные - извилистые, имеющие ветвистые очертания. Все эти типы образуют сложные по морфологии тела - системы, занимающие большие площади.
Контакты и переходы позволяют судить о характере изменения генетических типов в пространстве. Важным является выявление фациальных переходов, обусловленное сложным сочетанием комплексов отложений, закономерно сменяющих друг друга в пространстве. Особенно важное значение приобретает изучение характера изменения генетических типов в горизонтальном направлении (зоны литологического выклинивания тел) и в вертикальной последовательности.
Все эти признаки могут быть объединены в три крупные группы: первая - лито- лого-геохимический состав пород; вторая - остатки древних организмов и следы их жизнедеятельности; третья - форма залегания осадочных тел.
Значение перечисленных признаков достаточно полно отражено в различных атласах, справочниках, научных трудах по седиментологии и литологии (Рухин, 1969; Лидер, 1986; Зонн, Корж, Ульмасвай и др., 1973; Прошляков, Кузнецов, 1990; Рейнек, Сингх, 1981; Петтиджон, Поттер, Сивер, 1979; Градзинский, Костецкая, Радомский и др., 1980; Селли, 1989 и мн. др.).

<< | >>

↑

Источник: Чернова О.С.. Основы геологии нефти и газа: учебное пособие. 2008

Еще по теме Генетические признаки осадочных пород:

- Историческая геология, палеонтология - Геодезия - Геология -