Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных

В пособии дана характеристика основных приемов и методов полевого изучения осадочных пород. Описаны особенности изучения разрезов и обнажений, наблюдений над окраской осадочных пород, их тек­стурами и структурами, цикличностью и ритмичностью, конкрециями, литологическими индикаторами кли­мата и др. Приведены правила отбора образцов осадочных пород на различные виды исследований. Описаны приемы и методы гранулометрического анализа, разделения минералов на фракции, изучения минералого-петрографического состава. Рассмотрены вопросы стадиального анализа, а также методы минералоги­ческой корреляции терригенных и карбонатных последовательностей. Кратко охарактеризованы физические методы анализа состава осадочных пород. Приведены сведения об основных группах элементов, используемых в лито- и геохимических исследованиях, классификациях осадочных пород по химическому составу, системе литохимических модулей, химических индексах изменения состава пород на палеоводосборах, генетических литохимических диаграммах, а также фациальных геохимических индикаторах, инди­каторах палеосолености и редоксобстановок. Описаны основные приемы использования РЗЭ и высокозарядных элементов в качестве индикаторов состава источников сноса и инструментов палеогеодинамических реконструкций. Рассмотрены особенности использования данных о стабильных изотопах О, С, S и Sr для реконструкции генезиса осадочных образований. Показана эволюция изотопного состава указанных элементов с течением геологического времени. Приведены краткие сведения о некоторых физических свой­ствах осадочных пород (плотность, пустотность, пористость, проницаемость, структура порового пространства и др.) и методах их определения. Для студентов геологических специальностей вузов, магистрантов, аспирантов, слушателей различ­ных форм повышения квалификации в области геологии осадочных образований. 

Разработке методов исследования осадочных пород отечественная литология традиционно уделяет много внимания. Различные сведения о гранулометрическом анализе, методических приемах изучения структур и текстур осадочных пород, методах исследования глинистых минералов можно найти в книгах и справочных руководствах 1930-1950-х гг., опубликованных В.П. Батуриным, Л.Н. Ботвинкиной, П.В. Васильевым, Н.Б. Вассоевичем, Н.Е. Веденеевой, М.Ф. Викуловой Н.А. Качинским, К.Б. Кордэ, А.Н. Криштофовичем, И.А. Преображенским Л В Пустоваловым' Л.Б. Рухиным, С.Г. Саркисяном, В.Б. Татарским, Г.И. Теодоровичем, А.В. Хабаковым М С Швецовым и рядом других авторов. Два издания к середине 1950-х гг выдержал «Спутник полевого геолога-нефтяника». В 1956 г. литологами ГИН АН СССР под руководством академика Н.М. Страхова опубликована капитальная двухтомная монография «Методы изучения осадочных пород». В фундаментальном учебнике Л.Б. Рухина «Основы литологии», вышедшем несколькими изданиями, методам изучения осадочных пород также большое внимание. В 1962 и 1969 гг. опубликованы два тома «Атласа текстур и структур осадочных пород». Усилиями А.В. Македонова и П В Зариц-кого в середине 1960-70-х гг. разработан конкреционный анализ. Несколько изданий выдержал также учебник Н.В. Логвиненко «Петрография осадочных пород с основами методики исследования». Методы палеогеографического анализа подробно рассмотрены в работах Н Н Верзилина В.И. Славина и Н.А. Ясаманова и ряда других исследователей В начале 1980-х гг. увидел свет «Справочникпо литологии» под редакцией Н Б Вассоевича в котором характеристика методов и приемов анализа осадочных пород заняла существенное место В 1986 г. издан учебник «Методы определения осадочных пород» (авторы: Н В Логвиненко и Э И Сергеева)

Сибирскими литологами в эти же годы опубликован ряд интересных монографий, объединенных общим названием «Осадочные породы» (отв. ред. В.И. Бгатов), в которых рассмотрен широкий круг вопросов классификации осадочных пород, приведена краткая, но емкая характеристика различных их классов, освещены текстурные особенности, типы разрезов и генезис.

Компонентный состав, систематика и описание минеральных видов песчаных пород охарактеризованы в середине 1980-х гг. В.Н. Швановым. Десятилетием позже под его руководством большой коллектив отечественных литологов опубликовал монографию «Систематика и классификации осадочных пород и их аналогов».

Значительный вклад в познание общих закономерностей формирования осадочных пород и развитие методов их изучения во второй половине XX в. внесли работы А.Б. Ронова и его коллег. В начале 1970-х гг. Я.Э. Юдовичем начаты исследования, обозначенные позднее термином «региональная геохимия осадочных толщ».

Однако большинство указанных выше справочников и монографий в настоящее время либо недоступны, либо представляют библиографическую редкость и не могут быть использованы в каждодневной работе со студентами и их самостоятельных занятиях. Кроме того, в последние годы в практику литологических исследований все шире вовлекаются данные, которые получены при анализе химического состава осадочных пород и геохимические материалы позволяющие получить новую и достаточно объективную информацию об основных параметрах процесса осадконакопления До недавнего времени большинство приемов интерпретации подобной информации можно было найти только в иностранных научных журналах и ряде переводных монографий Внедрение же в последние годы в практику работы отечественных научно-исследовательских институтов и крупных компаний такого мощного и высокопроизводительного метода анализа как ICP-MS изменило ситуацию коренным образом что сразу сделало эту информацию востребованной.

В настоящем учебном пособии автор стремился дать краткую характеристику как уже достаточно давно вошедшим в практику литологических исследований лабораторным методам изучения осадочных пород, таким, как гранулометрический рентгеновский термический, электронно-микроскопический, так и показать возможности использования для реконст рукции основных параметров осадконакопления (состав пород на палеоводосборах палеотектоника, палеоклимат и палеогеография) данных о химическом составе пород и содержа ниях в них элементов-примесей.

При подготовке пособия использованы с соответствующими ссылками сведения приведенные в монографиях и учебниках И.А. Преображенского и С.Г.Саркисяна Н.М.Страхова Н.В. Логвиненко, В.Д. Ломтадзе, Г. Фора и X. Холленда Я.Э.Юдовича и М.П. Кетрис а также

книгах «Интерпретация геохимических данных» «Методы изучения осадочных пород» «Поле вая геология» и «Справочник по литологии»

В качестве модельных геологических объектов для демонстрации возможностей различных методов и приемов изучения осадочных образований использованы отложения рифея и венда западного склона Южного и Среднего Урала (Башкирский и Кваркушско-Каменногорский ме-гантиклинории), изучением которых автор занимается многие годы

Идея написания учебного пособия принадлежит заведующему кафедрой литологии и геологии горючих ископаемых УГГУ профессору В.П. Алексееву.

Автор искренне признателен за помощь при подготовке данной работы оказанную Г.А. Мизенсом, Л.В. Анфимовым, Л.Г. Вакуленко, Н.С. Глушковой и А.Ю Корниловой