» » Галогенсодержащие бассейны как объект геодинамического и минерагенического анализа

Галогенсодержащие бассейны как объект геодинамического и минерагенического анализа

Галогенсодержащими осадочными бассейнами, или галогенсодержащими бассейнами, мы называем осадочные бассейны, содержащие в своем разрезе одну либо более галогенных формаций. Наличие этих формаций является типоморфной особенностью данной группы бассейнов, отличающей их от всех других разновидностей. Таким образом, галогенсодержащие бассейны представляют собой стратифицированные осадочно-породные тела, вмещающие галогенные формации и отвечающие осадочному (иногда вулканогенно-осадочному) выполнению депрессионных палеоструктур. К галогенным формациям относятся осадочные тела ранга формаций, сложенные парагенетически взаимосвязанными галогенными и негалогенными составляющими при содержании первых от 10—20 % и более.
Галогенсодержащие объекты, объем которых не уточняется, будем обозначать терминами свободного пользования: галогенсодержащие осадочные тела, галогенсодержащие комплексы, галогенные комплексы и толщи. Несколько замечаний о самом термине галогенные и его производных, используемых в работе. Термин галогенные отложения (от греч. hais — соль) в соответствии с наиболее принятым в отечественной литературе определением объединяет относительно легко растворимые хемогенные соединения осадочных толщ, начиная с сульфатов кальция и кончая наиболее растворимыми хлоридами, сульфатами, карбонатами и нитратами К, Mg, Na, Ca. Резко повышенная (до очень высокой) растворимость является типоморфным свойством галогенных соединений.

В соответствии с минералогической классификацией А.Г. Бетехтина галогенные соединения относятся к двум большим группам: 1) галогениды (или галоидные соли), объединяющие соединения катионов металлов с Cl, F, Br и 1; 2) соли кислородных кислот, куда входят соединения тех же катионов с комплексными анионами, содержащими кислород (SO4, NO3, CO3, BO3 и др.). Из большого числа солевых соединений этих двух групп к собственно галогенным ныне принято относить лишь основные породообразователи природных соляных тел: хлоридные, сульфатные, карбонатные и очень редкие нитратные соединения Na, К, Ca и Mg (табл. III.5). По растворимости большинство этих соединений весьма близки между собой (100—500 г/л, иногда несколько больше), что в сочетании с повышенным содержанием солеобразующих ионов в природных подземных и поверхностных водах определяет широкую распространенность их природных парагенезисов. Значительно более низкая растворимость характерна лишь для сульфатов кальция (2,09 г/л) и карбонатов магния (1,2 г/л), с чем связано несколько особое положение ангидрита, гипса, магнезита и доломита, вопрос об отнесении (или неотнесении) которых к сообществу собственно солей решается неоднозначно. Бромиды из-за высокой растворимости присутствуют лишь в виде изоморфной примеси в составе хлоридных солей.
Ряд других соединений, входящих в обе рассматриваемые группы, чаще не относятся к собственно галогенным, хотя нередко (но далеко не всегда) также сопутствуют галогенным телам. Главные из них — сульфаты Ba и Sr (барит, целестин), фториды Ca, реже Mg (флюорит, селлаит), а также многие бораты.
Следует заметить, что термин «галогенный» имеет существенный недостаток: наличие у него общего корня «гал» с терминами «галогениды», «галоидные соединения» (относящимися строго к соединениям группы элементов-галогенов: F, Cl, Br, I), а также «галит». Созвучность всех названных терминов нередко приводит к их отождествлению, особенно в неспециальной литературе, что неверно. Тем не менее надо признать, что какой-либо более удачный термин в настоящее время отсутствует. Термин галолиты, предложенный Л. В. Пустоваловым в качестве собирательного наименования легкорастворимых соляных пород, исключая сульфаты кальция, не получил распространения среди геологов-солевиков.
Термины эвапоритовые отложения, эвапориты, также довольно широко распространенные в литературе, особенно в зарубежной, мы, как уже отмечалось, стараемся не использовать, поскольку они являются однозначно генетическими, точнее, моногенетическими. Они происходят от латинского evaporo — испарять — и производных от него терминов evaporites или evaporite deposits, которыми называют отложения, возникшие исключительно эвапоритовым, т. с. испарительным, путем. Соответственно по отношению к тем галогенным породам, которые имеют иную генетическую природу, данные термины не должны быть использованы. Между тем возможность широкомасштабного накопления галогенных отложений в результате реализации совсем других — не испарительных — механизмов (таких, как смешение рассолов, в том числе в глубоководных обстановках, перепады физико-химических параметров среды, переотложение и др.) к настоящему времени установлена вполне определенно. Называть все такого рода образования звапоритовыми некорректно. Таким образом, термин «эвапориты» не охватывает всего объема рассматриваемой совокупности пород. Только по этой причине он и не будет использован в настоящей работе.
Термины галогенез, галогенная седиментация обозначают процессы накопления галогенных осадков. Производные от них понятия — бассейн галогенеза, бассейн галогенной седиментации — не являются синонимами термина «галогенсодержащий осадочный бассейн». Если последний, как уже отмечено, относится к галогенсодержащему осадочному телу, то первые — к водоему (или к палеоводоему), т. е. к той еще не заполненной осадками седиментационной емкости, ванне, в которой происходит (или происходил в прошлом) процесс накопления галогенного материала.
Выделение галогенсодержащих бассейнов в самостоятельный тип осадочных бассейнов и в самостоятельный объект геодинамического и минерагенического анализа не случаен. Разработка методов геодинамического анализа вообще и литогеодинамического анализа осадочных бассейнов в особенности настоятельно требует расширения набора комплексов, несущих геодинамическую информацию и способных выполнять роль комплексов-индикаторов для диагностики геодинамических обстановок и событий прошлого. Галогенные формации ныне широко используются как индикаторы палеоклимата и в качестве таковых участвуют в геодинамических реконструкциях. Что же касается собственно геодинамических аспектов галогенеза, то они, как правило, остаются вне поля зрения исследователей. Между тем отечественный и зарубежный фактический материал вполне однозначно, на наш взгляд, свидетельствует, что связи между галогенными формациями и геодинамическими обстановками не просто существуют, но носят устойчивый характер. Это обстоятельство явилось одной из первопричин особого внимания к галогенсодержащим бассейнам. Кроме того, имеется целый ряд специфических особенностей таких бассейнов, отличающих их от осадочных тел других типов и определяющих их внутреннее единство, литологическую и минерагеническую специализацию и большую генетическую значимость. Перечислим главные особенности, часть которых и составит предмет дальнейшего анализа.
1. Для многих галогенсодержащих бассейнов обычным является присутствие в разрезе не одной, а двух-трех галогенных формаций, образующих закономерные вертикальные последовательности — ряды. При этом осадочные комплексы, разделяющие, подстилающие и перекрывающие галогенные формации, нередко также содержат то или иное количество галогенного материала в виде стратифицированных выделений и секущих жил, а залегающие над мощными галогенными толщами, как правило, пронизаны сетью соляных диапиров. В результате галогенсодержащие бассейны во всем объеме характеризуются чрезвычайно высокой насыщенностью галогенным материалом и, кроме того, рассолами высочайших концентраций и в целом представляют собой гигантские соленасыщенные линзы. Эта особенность является их общей типоморфной чертой. Она резко отличает галогенсодержащие бассейны от всех других осадочных тел (и прежде всего, от угленосных), обычно не содержащих ни галогенных формаций, ни сколько-нибудь значительных концентраций рассеянного галогенного материала, ни столь высоко концентрированных рассолов.
2. В составе большинства галогенсодержащих осадочных тел имеется ряд биогенных и биохемогенных комплексов (биогермных, строматолитовых, углеродистых, доломитовых и др.), тесно и устойчиво ассоциирующих с собственно галогенными и связанных с ними парагенстически. Именно эти комплексы являются основными рудолокализующими. Все вместе они формируют закономерно построенные целостные рудоносные биогенно-хемогенные системы, локализующиеся вокруг галогенных депоцентров. Для галогенных формаций характерны сочетания галогенных и биохемогенных парагенераций, для галогенсодержащих бассейнов — сочетания формаций. Наличие таких связей является веским аргументом в пользу внутреннего единства галогенсодержащих бассейнов как целостных систем.
3. Соляные комплексы отличаются от других осадочных образований подвижностью, способностью к диапиризму и перемещению на более высокие гипсометрические уровни. Это их свойство имеет ряд важных следствий. В частности, оно оказывает влияние на многие особенности как перекрывающих отложений, так и самих солей. Так, рост соляных структур, синхронный накоплению перекрывающих отложений, определяет резкие колебания седиментационных мощностей последних, их фациальную неустойчивость, порой саму возможность их образования, а в последующем вызывает значительную нарушенность. Важно, что рост диапиров (а значит, и их влияние на седиментационные процессы) начинается в осадочных бассейнах, еще не завершивших формирования в данной геодинамической обстановке (например, в бассейнах Красного, Средиземного морей, Персидского залива и др.). В то же время сами соли в результате этой своей особенности имеют пластовое залегание лишь при ограниченной мощности. В большинстве крупных бассейнов мира для них характерна резкая нарушенность солянокупольной тектоникой, при которой значительная часть их массы вынесена из пластов, мощность которых сокращена, вплоть до полного пережима.
Еще более однозначна судьба солей при воздействии тектонических напряжений: основная их масса обречена на «эмиграцию» из вмещающих комплексов. В итоге мощные соляные толщи по существу не способны сохраниться на месте образования ни при значительном погружении, ни тем более при попадании в тектонически активные обстановки. Ho этим же определяются и разнообразные геологические следствия перемещения соляных масс: структурообразование и формирование нефтегазовых залежей, экспансия в иные типы отложений и участие в их преобразовании, разгрузка в седиментационные обстановки и влияние на химический состав осадочного породо- и рудообразования и т. д. В результате с проблемой галокинеза и соляной тектоники связан целый спектр важнейших теоретических и практических вопросов, в том числе узловых проблем нефтяной геологии, палеогидрогеологии, седиментологии, экзогенной минерагении.
4. Для галогенных формаций характерен особый крупномасштабный тип продуктивности: полезными компонентами являются почти все соединения природных солей (поваренная соль, сода, хлориды и сульфаты К, Mg, Na и т. д.), т. е. целые толщи и мощные слои пород. Кроме того, установлены их значительные рудно-геохимические отличия от безгалогенных осадочных тел. Особое значение имеет ассоциация с ними полезных ископаемых двух групп: а) твердых руд разного типа (стратиформные свинцово-цинковые, медистые песчаники и сланцы, барит, целестин, сера самородная и др.); б) жидких и газообразных (рассолы, нефти, природные газы), существенно отличающихся по составу от своих аналогов, заключенных в других типах осадочных комплексов, в том числе по набору важных микрокомпонентов.
5. Чрезвычайно высокая химическая активность и подвижность солей и рассолов, все возрастающее число свидетельств их участия в современных и древних рудообразующих системах, широкий спектр минерагенических связей — все это позволяет относить их к числу активнейших рудообразующих факторов, особенно важных для осадочных (авулканогенных) систем. Благодаря этому вопрос об участии в рудообразовании галогенных компонентов стал ныне отправным моментом многих генетических моделей, а проблемы генезиса и условий образования стратиформных руд цветных и редких металлов, серных руд, нефти и газа, рассолов тесно переплелись с проблемами соляной геологии.
Следует, наконец, учитывать масштабность рассматриваемых образований: при мощности сульфатно-соляных толщ, измеряемой сотнями, а иногда и первыми тысячами метров (что составляет 10—30 % и даже более от обшей мощности вмещающих их осадочных комплексов), они имеют широчайшее площадное распространение в осадочном чехле. Так, в границах бывшего СССР площади, где в разрезе имеются галогенные формации, составляют около 52 % всей территории, покрытой осадочным чехлом, и около 30 % всей суши. Широки ареалы распространения солей в осадочных разрезах и под акваториями морей и океанических окраин.
Все сказанное убеждает в своеобразии и целостности галогенсодержащих осадочных тел, в правомерности их выделения в качестве самостоятельного типа бассейнов, в важности их специального геодинамического и минерагенического анализа. Задачам этого анализа наиболее соответствуют упрощенные и формализованные варианты типизации и характеристики галогенсодержащих тел. Имеющийся в литературе материал чаше носит описательный, несистематизированный характер. Поэтому ниже приведена типизация ранжированных галогенсодержащих комплексов по трем главным параметрам: вещественным, структурным, фациально-ландшафтным, а затем рассматриваются их литолого-фациальные модели, которые послужат основой дальнейшего геодинамического и минерагенического анализа.
В работе использован обширный фактический и интерпретационный материал по геологии галогенных отложений, а также результаты многочисленных региональных исследований, характеризующих конкретные формации.

title-icon Подобные новости