Серия "Науки о Земле". Том 67. Пески и песчаники

В книге собран и систематизирован огромный фактический материал, характеризующий минералогический и химический составы важнейших классов и групп песчаных пород, их физические свойства, текстурные и структурные особенности, питающие провинции, фациальные обстановки накопления и преобразования песчаного материала, закономерности переноса и распределения песков на площади современных и древних водоемов. Рассмотрены процессы, приводящие к образованию важнейших типов (терригенных, пирокластических и карбонатных), классов и групп песчаников. Особенно большое внимание уделено мобилизации материала, его транспортировке и осаждению, разнообразным сингенетическим деформациям, диагенетическим и катагенетическим 

преобразованиям. Существенное значение авторы придают фациальным обстановкам накопления песков, специфические признаки которых получили детальное освещение в заключительных главах книги. Приведена подробная характеристика теотектонических условий накопления песчаных отложений.

Пески и песчаники— один из наиболее распространенных типов пород осадочной оболочки Земли - слагают примерно пятую часть общего ее объема. Они представлены в отложениях всех геологических возрастов, от наиболее древних до самых молодых, и во всех структурных зонах континентов -платформенных, геосинклинальных и орогенных. Не менее велико их значение в осадках шельфа и материкового склона океанов. Распространенность песков во времени и в пространстве в значительной мере предопределяется режимом тектонических движений земной коры, ее поднятиями. По этой причине формирование песчаных пород является как бы кульминацией начальных и заключительных стадий тектонических циклов и пространственно тяготеет к областям древних поднятий, размыв которых являлся главным источником песчаного материала.

Значение песков и песчаников в жизни человечества трудно переоценить. С незапамятных времен они использовались как строительные материалы, дорожные покрытия, абразивы, сырье для производства стекла и керамики. С песчаными породами связаны крупнейшие месторождения нефти и природного газа, россыпи многих ценных минералов, таких, как золото, платина, алмазы, касситерит, вольфрамит, циркон, монацит и т. д. Преобладающая часть подземных вод (пресных, соленых и рассолов) циркулирует в песчаных коллекторах, совершая на своем пути грандиозные геохимические преобразования. Решение многих инженерных задач, в частности укрепление береговых зон, строительство портов, сооружение каналов, закрепление дюн и барханов, требует точного знания физических свойств песков в разных средах и гидродинамических условиях.

Пески более, чем любой другой тип осадочных пород, сохраняют в своем минеральном составе признаки исходных материнских пород. Именно на этом основана реконструкция петрографического состава питающих провинций, т. е. древней суши и областей сноса. Палеогео-графическое значение песков и песчаников не ограничивается только этим. Изучение геометрии ориентированных текстур и их региональное картирование позволяют прослеживать пути переноса терригенного материала, восстанавливать положение русел древних рек, направление течений в морских и континентальных бассейнах, судить о гидродинамическом режиме водной среды далекого прошлого. Преобразования состава терригенных и аутигенных минералов песчаников дают ключ к познанию геохимической истории вторичных процессов, происходивших в результате деятельности подземных вод и погружения осадочных толщ на большие глубины - в области повышенных температур и давлений.

Эти и многие другие аспекты изучения песчаных пород нашли свое отражение на страницах данной книги, представляющей по существу первое в мировой литературе крупное обобщение, всесторонне освещающее на современном научном уровне литологию и в известной мере геохимию песков и песчаников. В ее создании объединились опыт и знания трех видных американских исследователей, внесших значительный лич-'ный вклад в познание вещественного состава, строения и условий формирования песчаных пород. Профессор Гопкинского университета в Балтиморе Ф. Дж Петтиджон является одним из основоположников современной американской школы петрографов-осадочников Его перу принадлежат региональные и теоретические работы, среди них выделя-ется известная литологам всего мира фундаментальная сводка по осадочным породам, которая, к сожалению, до сих пор не переведена на русский язык («Sedimentary rocks», 1949, 1957, 1975). Второй автор — ученик и последователь Петтиджона, профессор Цинциннатского уни-йерситета П Поттер, крупный специалист в области изучения физических свойств, структур и текстур песчаных пород, а также их региональной литологии. Профессор Гарвардского университета Р. Сивер развивает геохимические направление в изучении седиментационных и пост-седиментационных процессов в современных и древних осадках

В книге собран и систематизирован огромный фактический материал, характеризующий минералогический и химический составы важнейших классов и групп песчаных пород, их физические свойства, текстурные и структурные особенности, питающие провинции, фациальные обстановки накопления и преобразования песчаного материала, закономерности переноса и распределения песков на площади современных 'и древних водоемов. Рассмотрены процессы, приводящие к образованию важнейших типов (терригенных, пирокластических и карбонатных), классов и групп песчаников. Особенно большое внимание уделено мобилизации материала, его транспортировке и осаждению, разнообразным сингенетическим деформациям, диагенетическим и катагенетиче-ским преобразованиям. Существенное значение авторы придают фаци-альным обстановкам накопления песков, специфические признаки которых получили детальное освещение в заключительных главах книги. Приведена подробная характеристика геотектонических условий накопления песчаных отложений. Очень ценный материал для сравнения дадут советским читателям детальные описания ряда наиболее хорошо изученных геосинклинальных и платформенных бассейнов, таких, как докембрийская геосинклиналь Коронейшен в Канаде, палеозойская геосинклиналь центральных Аппалачей, докембрийский бассейн Витватер-сранд в Южной Африке, с которым связано золотое и урановое оруде-нение, палеозойский платформенный угленосный и нефтеносный бассейн Иллинойс в США и позднемезозойская геосинклиналь Калифорнии, выполненная флишевыми осадками и располагавшаяся на границе континента и океана. Некоторое, хотя и далеко не полное, освещение на материале песков различных возрастов получила проблема эволюционных преобразований в истории Земли.

Каждая из 12 глав книги содержит отличные иллюстрации, многочисленные таблицы фактических данных и весьма представительные списки использованной литературы (в том числе советской). Авторы уделяют большое внимание существующей терминологии, причем некоторые главы сопровождаются словарем наиболее часто употребляемых терминов Подробно рассмотрены также вопросы классификации песчаников, дается обзор главных ее направлений и излагаются принципы классификации, использованные авторами. Наиболее широко распро-страненный терригенный тип лесков подразделяется ими на классы исходя из количественных соотношений трех породообразующих компонентов — кварца, полевого шпата и обломков пород. По содержанию же вмещающей массы (матрикса), представляющей собой мелкозернистый агрегат кварца, слюды, хлорита и глинистых минералов, различаются «чистые пески» — арениты, в которых матрикса менее 15%, и «загрязненные пески» — вакки с содержанием матрикса, превышающим эту величину. Термин «матрикс» (matrix) мы сохранили в переводе, так как он не имеет строгого русского эквивалента. Термин «prove-nance», также часто употребляемый в английской литературе, в одних случаях обозначает происхождение, или источник материала, в других — петрографический состав области питания, в третьих — обстановку, существовавшую в питающей провинции. В зависимости от контекста в переводе использовалось то или иное значение термина. Следует также отметить более широкое, чем принято в отечественной литературе, понимание термина «диагенез».

В целом книга «Пески и песчаники» является первоклассным обобщением и наиболее полной сводкой оригинальных данных. Она имеет не только научное, но и большое прикладное значение. В ней обоснованы важные теоретические положения аренологии и содержатся сведения, необходимые для прогноза многих полезных ископаемых, связанных с песчаными породами. Книга представляет интерес для широкого круга советских геологов: литологов, геохимиков-осадочников, нефтяников, гидрогеологов, специалистов в инженерной геологии и других смежных областях науки и производства.