ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ ТИПЫ И ГРУППЫ ОТЛОЖЕНИЙ. Пески и песчаники. Полимиктовые пески. Отложения протерозоя

 В качестве показателей климатов прошлого привлекаются все наиболее распространенные литологические типы и группы отложений, с которыми геолог постоянно имеет дело. И хотя рассматриваемые отложения представляют собой индикаторы разных климатических условий, значение их для палеоклиматических реконструкций одинаково велико.

Пески (песчаники)

Минералогический состав песков (песчаников) формируется под влиянием двух основных факторов физико-географической среды: тектонического режима и климата. Относительная роль этих факторов в отдельных случаях различна. В областях энергичных движений решающее влияние на формирование минералогического состава песков принадлежит тектоническому режиму, а влияние климата оказывается в значительной степени подавленным. В областях плоского рельефа, наоборот, на первый план выступает климат, а значение тектонического фактора невелико.

Дело в том, что контрастный, динамичный рельеф тектонически активных областей способствует больше дезинтеграции пород, чем их химическому выветриванию, благоприятствует их более энергичному смыву и переносу (обычно на короткие расстояния), а также и более быстрому захоронению в осадках. При этих условиях исходная порода и образующийся из нее обломочный материал не успевают в достаточной мере воспринять влияние климата, даже если этот климат является жарким и влажным, располагающим к интенсивному химическому выветриванию.

В результате здесь формируются полимиктовые пески (песчаники), состоящие больше чем наполовину из неустойчивых компонентов, избежавших химического выветривания. В песчаниках, обладающих наибольшей степенью полимиктовости, неустойчивые минералы (и обломки пород) представлены к тому же наиболее разнообразно: иногда они содержат до 30—40 различных минеральных видов, среди которых присутствуют и такие совершенно неустойчивые к выветриванию компоненты, как натриево-кальциевые полевые шпаты, роговые обманки и пироксены [Страхов, 1963].

Полимиктовые пески состоят из трех и более минералов, их группы - аркозовые, граувакковые

Наиболее ярким примером полимиктовых образований являются мезозойские терригенные толщи восточного побережья Азии, прослеживаемые от Анадыря до Филиппин через различные климатические зоны.

В этой однообразной терригенной формации влияние климата улавливается лишь по второстепенным признакам, например по уменьшению разнообразия неустойчивых минералов от бореальных районов к тропическим; по исчезновению в Юго- Восточной Азии таких легко выветривающихся минералов, как пироксены и роговые обманки; по изменению минералогического состава глин, на севере исключительно гидрослюдистых, а на юге содержащих примесь каолинита; по появлению в тропических районах примеси карбоната кальция, а в континентальных и паралических разрезах также примеси свободных гидратов железа.

В зонах, переходных к областям слабого тектонического режима, количество и разнообразие неустойчивых к выветриванию минералов в песчаниках уменьшаются; их полимиктовые разности сменяются мезомиктовыми, в которых эти компоненты представлены уже почти исключительно полевыми шпатами и в количестве, не превышающем 45—35% от общей массы псаммитового материала.

На платформах, с их плоским, слабо дифференцированным и нединамичным рельефом, механическая дезинтеграция пород уступает ведущее место химическому выветриванию, при этом возрастают дистанции и падают скорости переноса, усиливается миграция веществ в растворенном состоянии. До окончательного захоронения в осадке обломочный материал подвергается неоднократному переотложению, в процессе которого он дополнительно испытывает воздействие климата. Несли климат данной области жаркий и влажный, активно преобразующий исходный материал как в коре выветривания, так и в местах его временных задержек, неустойчивые минералы энергично разрушаются и все меньше оказывается их в осадке. Таким образом формируется олигомикто- вый тип отложений, в котором резко доминирует кварц, а содержание неустойчивых минералов (полевые шпаты) не поднимается выше 25%.

 Мономиктовые и олигомиктовые песчаники

Среди отложений протерозоя — первой половины палеозоя нередки мономиктовые песчаники, совершенно лишенные неустойчивых минералов и состоящие только из кварца и некоторого количества не поддающихся выветриванию акцессориев: циркона, рутила, турмалина и граната.

Характерно, что олиго- миктовым и мономиктовым песчаникам сопутствуют другие осадки, связанные с глубоким выветриванием и совершенной химической дифференциацией: высокоглиноземистые каолинитовые глины, известняки, фосфориты, высокожелезистые осадки, накопления свободного кремнезема и т. д. Однако известны случаи образования олигомиктовых песчаников в условиях и тепло- умеренного климата — за счет размыва древних толщ олигомиктового типа. Естественно, что такие вторичные образования не должны приниматься во внимание при палеоклиматических реконструкциях.

Если климат жаркий, но не влажный или влажный, но теплоумеренный, то и в условиях плоского рельефа платформ сохраняется много неустойчивых минералов и образующиеся при этом песчаники приобретают характер мезо- миктовых и умеренно полимиктовых.

В холодном климате химическое выветривание ослабевает настолько, что и при плоском рельефе формируются полимиктовые песчаники. Примером таких полимиктовых образований, возникших в условиях малоактивного рельефа, могут служить кайнозойские толщи Северной Сибири, Колымы, Камчатки и Анадыря.

В тектонически малоактивных областях минералогический состав песчаников, иногда выражаемый посредством коэффициента мономинеральности  , может использоваться в качестве показателя зонального типа климата времени образования этих осадков.

Полимиктовыми являются аркозовые песчаники – с заметным преобладанием полевого шпата над кварцем

Граувакки

Песчаники, содержащие в большом количестве зерна темных тонкозернистых изверженных пород, называют граувакками. Обычно они характеризуются зеленовато-серой, серой или темной зеленовато-серой окраской и полимиктовым составом; 20% и больше (до 50%) слагающих породу зерен состоит из обломков других пород; около 60% падает на кварц.