Визначення суті стадіального аналізу, його завдання та значення

Стадіальний аналіз – це одна з невід’ємних складових сучасного літологічного дослідження. Таке дослідження незалежно від того, у яких напрямах його проводять, історичне за суттю, а ідея історичного вчення про осадові гірські породи є однією з основних у класичній праці Л. Пустовалова. Ще в 40-ві роки ХХ ст. учений чітко сформулював принципи стадіально-петрографічних спостережень, які згодом розвинули його учні. Ці принципи ґрунтуються на тому, що будь-яка осадова порода, яку нині спостерігають, не є законсервованою у своїй первісності, тому що її речовина постійно зазнає змін у прагненні до врівноваження навколишнього середовища зі змінами фізико-хімічних та термобаричних умов упродовж усієї геологічної історії існування породи. Сліди таких змін у породі треба вміти бачити, визначати час їхнього виникнення та реконструювати за ними недоступні для нашого безпосереднього спостереження події геологічного минулого. Це і є метою стадіального аналізу. Завдяки цьому вирішують багато геологічних завдань, у тому числі прикладного характеру.

Л. Пустовалов (1940) писав про те, що осадова порода формується в безперервному русі та зміні, вона є продуктом чутливого пристосування до того різноманітного середовища, через яке пройшли її окремі складові частини і вона вся загалом. Кожний етап, кожний окремий момент в історії осадової породи так чи інакше позначається на ній. Вона набуває та утримує в собі риси й особливості, за якими геологи та петрографи відтворюють минуле Землі. Геолог це робить на підставі макроскопічного та польового вивчення порід; петрограф, озброєний мікроскопом та іншими допоміжними знаряддями точного спостереження, повинен уміти враховувати найрізноманітніші особливості давніх осадів зі значно більшою повнотою, ніж це може зробити геолог. Літолог повинен уміти не тільки бачити минуле, а й відчувати його за тими геологічними документами, якими є осадові гірські породи.

Загальний принцип стадіального аналізу сформульований у методичному посібнику з вивчення осадових порід А. Косовської, В. Шутового (1976) та І. Хворової (1975), де зазначено, що його завданням є визначення парагенетичних мінеральних асоціацій, а також виявлення текстурних і структурних змін, які б характеризували різні стадії (або етапи) історії виникнення й існування породи. Ці завдання вирішують макроі мікроскопічними спостереженнями. На других зроблено головний акцент. Шліфи – це документи, у яких зафіксовані найважливіші етапи утворення порід. Завдання літолога – уміти розшифровувати ці документи.

Такий метод почали широко застосовувати літологи. Академік М. Страхов поставив його на друге за значенням місце в числі головних завдань вивчення осадових порід: перше завдання – опис, друге – стадіальний аналіз, третє – фаціальний аналіз, четверте – економічне. М. Страхов (1960) сформулював суть стадіального аналізу так: “Цей аналіз полягає у розпізнаванні в породі ознак, які виникли в епігенезі (або в ранньому метаморфізмі), діагенезі та седиментогенезі. Ці ознаки можуть полягати як в особливостях речовинного складу породи, які виникли на різних стадіях породоутворення, так і в її структурно-текстурних рисах. Ціль стадіального аналізу – відновлення (зніманням вторинних нашарувань) первісних ознак осаду, з якого розвинулася порода”. Це визначення є актуальним. Пояснимо лише зміст “первинності” та “вторинності” ознак стосовно осадових відкладів.

Перш за все розглянемо визначення осадової гірської породи, яке, на нашу думку, лаконічно і точно сформулював Л. Пустовалов (1940) і, по суті, прийняв В. Фролов (1992): “…Ми вважатимемо осадовими породами геологічні утворення, які є скупченнями мінеральних або органічних, або ж і тих, і інших продуктів, які виникли на поверхні літосфери та існують у термодинамічних умовах, характерних для поверхневої частини земної кори”. Вони складаються з таких компонентів: алотигенних, аутигенних, біогенних, вулканогенних та досить рідкісних космогенних.

Усі зміни, що відбулися в складі названих вище компонентів осаду на стадії літогенезу, як і перекручення його первісної структури та текстури (нижче названі літогенетичними перетвореннями), належать до категорії вторинних ознак в осадовій породі. Їх необхідно відрізняти від первісних, або власне генетичних, її ознак – седиментогенних структур, текстур та складу вихідної речовини в осаді. Застосовувати це на практиці дуже важливо, тому що первісні ознаки є головними індикаторами умов седиментації. Наведемо тільки один приклад. Аргіліт гідрослюдистого складу, який не розмокає у воді, може відповідати глинистому осаду схожого з ним речовинного складу або первісно монтморилонітовій глині; глина, відповідно, могла утворюватися або внаслідок діагенетичних змін попільної вулканокластики, або іншими способами. Кінцевий продукт (аргіліт), який виник після завершення діагенетичних, початкових і кінцевих катагенетичних перетворень, у всіх цих випадках може бути однаковим. А якщо точніше, то він майже однаковий. Це “майже” полягає в більш-менш збережених реліктах первісної будови осаду. Їх і треба вміти виявити. Будь-яка неточність під час їхньої діагностики може призвести до серйозних помилок у палеогеографічних побудовах, і, як наслідок, до неточності в оцінці умов формування корисних копалин, пов’язаних з осадовим процесом.

Водночас упевнено відрізнити первісні ознаки від вторинних не так просто. Наприклад, у багатьох пісковиках складчастих областей на стадіях глибокого катагенезу або метагенезу виникають масові перекручення форм та розмірів кластогенних компонентів: одні мінерали частково розчиняються під тиском сусідніх частинок, а інші покриваються регенераційними наростами аналогічних їм аутигенних мінералів. Унаслідок змін, що відбулися в пісковику, первинна обкатаність багатьох частинок залишається ледь помітною тільки в реліктах на окремих ділянках поверхні мінеральних зерен.

Геолог, який не має навиків стадіальних досліджень, під час петрографічного опису не помічає цих реліктів і робить поспішний висновок про необкатаність та недосконале сортування уламкового матеріалу в цьому літотипі. Не треба далі пояснювати, до яких палеогеографічних помилок може призвести такий висновок. Такого роду суперечки можуть виникнути і в разі трактування генезису доломіту, гіпсу й інших мінералів у карбонатних відкладах. Не завжди зрозуміло, чи були вони первісними, і в такому випадку басейн седиментації мав підвищену солоність, або вони є тільки накладеними новоутвореннями? Вирішити це та уникнути помилок може лише дослідник, який володіє системою певних практичних навиків.