Файл: Вопросы общей и теоретической тектоники [сборник]..pdf

Определение Отношения «быть частями одного и того же тела» можно взять из топологии. В этой науке к одному и то­ му же телу отнесены только такие части, которые могут быть соединены непрерывной линией, каждая точка которой при­ надлежит данному телу. Такое отношение в топологии носит название связности. В американской стратиграфии имеется близкое понятие — литологическая непрерывность (lithologi­ cal continjuity). Определение понятия «лежать выше» сфор­ мулируем сначала для пары точек.

Точка а лежит выше точки b в том и только в том случае, если обе они находятся на одной вертикали и абсолютная от­ метка точки а больше, чем отметка точки Ь.

Подчеркнем, что речь идет о вертикали в земных коорди­ натах, о линии отвеса, а не о какой-либо «стратиграфической вертикали», «стратиграфической нормали». «Стратиграфиче­ ская нормаль» строится как перпендикуляр к поверхности напластования, которая, в свою очередь, может быть прове­ дена только в уже построенном полнозаданном геологическом пространстве. Полнозаданное геологическое пространство предполагает корреляцию осуществленной, поэтому включение понятия «стратиграфической нормали» в определение поня­ тия, предназначенного для корреляции, приводит к логическо­ му кругу.

Отношение «лежать выше» для геологических тел опреде­ лим через отношение принадлежащих им точек:

Тело А тогда и только тогда лежит выше тела В, когда лю­ бая точка тела А лежит выше любой точки тела В, находя­ щейся с ней на одной вертикали.

Тела, для которых имеет смысл отношение «лежать выше», назовем стратифицируемыми. Так как стратифицируемые те­ ла определяются через отношение «выше», а для отношения необходимо как минимум два объекта, то введенное понятие не имеет смысла для единичного геологического тела.

Введем еще одно новое понятие — стратифицирующий признак: если все точки, обладающие признакам а, лежат вы­ ше любой точки, обладающей признаком б, то такие призна­ ки а и б называются стратифицирующими.

При этом точки, обладающие признаками а и б, могут группироваться в непрерывные множества — геологические тела, но могут быть и дискретными наборами «штучных то­ чек». Первый случай характерен для литологических, геохи­ мических, геофизических признаков, второй — для палеонто­ логических признаков,

141

Средства корреляции

Сформулируем первое условие, позволяющее ограничивать число вариантов корреляции (Воронин, 1967): сопоставлять­ ся могут только такие тела разных колонок, которые выпол­ нены одной и той же породой (если тела выделялись по лито­ логическим свойствам), или в более общем случае такие тела, которые принадлежат к одному и тому же классу фиксирован­ ной классификации, послужившей основой для расчленения колонок.

Это условие резко сокращает число возможных вариантов корреляции, но оно не является специфичным для стратигра­ фии, его можно использовать и при прослеживании, например, даек и любых других секущих, неслоистых тел.

Второе условие—специфично стратиграфическое. По Ю. А. Воронину (1967), оно формулируется так: «. . . слои не могут пересекаться» (стр. 76), по Д. А. Родионову (1968), «...если в двух сравниваемых разрезах существует пара стратиграфических подразделений, которые можно объеди­ нить, то сопоставление вышележащих подразделений одного разреза с нижележащими другого не имеет смысла» (стр. 58). Нетрудно видеть, что это условие равнозначно признанию со­ поставляемых стратиграфических подразделений стратифи­ цируемыми телами. Оно также позволяет сократить число ва­ риантов корреляции. Однако двух принятых ограничений обычно бывает недостаточно.

Очень часто при корреляции разрезов используются прие­ мы сопоставления тел по несобственным признакам (Косы­ гин, 1969): свит (литологических подразделений) по фауне, пластов по каротажным характеристикам и т. п. Легко ви­ деть, что такие сопоставления возможны только при допуще­ нии непересечения границ разной специализации. Если биостратиграфическая граница пересекает границу литологиче­ ского тела, то она не может быть использована для прослежи­ вания этого тела от разреза к разрезу. Действительно, пред­ ставим себе схему подобного пересечения (рис. 2 ).

Если мы скоррелируем песчаный пласт (толщу, свиту) с фауной а разреза А и такой же песчаный пласт (толщу, сви­ ту) разреза Б, содержащий ту же фауну а, то мы совершим ошибку. Если в дальнейшем, например, при прослеживании угленосной свиты мы будем руководствоваться такой корре­ ляцией и задавать горные выработки, неизбежна затрата впу­ стую больших средств.

1.42

Возможно, что фауна а совпадет в разрезах А и Б с раз­ ными по литологии пластами (толщами, свитами). В таком случае ошибки при прослеживании литологических тел мы не совершим, мы просто не с м о ж е м использовать фауну для прослеживания литологических тел.

Известны многочисленные примеры пересечения границ разной специализации (Wheeler, Beesley, 1948; Мак-Ки, 1953;

Трушкова, 1967 и др.). Однако сопоставления литологических тел по палеонтологическим признакам все же проводятся, при­ чем в массовом порядке. В массовом порядке проводится и их проверка наблюдением:, слои прослеживаются при геоло­ гической съемке наблюдениями в обнажениях между скорре­ лированными разрезами, при бурении наблюдаются в скважи­ нах, заложенных на основании проведенной корреляции; та­ кая же проверка предсказанного положения тела осуществля­ ется при проходке шахт, тоннелей. Нет нужды приводить от-, дельные конкретные подтверждения успешности подобной корреляции. То, что такая корреляция приводит к успеху, из­ вестно каждому геологу. Если бы проверка показывала проти­ воположный результат, как это должно было бы следовать из утверждения о пересечении границ разной специализации, ме­ тоды корреляции по несобственным признакам давно были бы отброшены.

Несомненно, что корреляция тел одной специализации по признакам другой специализации производится исходя из до­ пущения о непересечении границ. Принятию этого допущения должна предшествовать длительная работа по нахождению такой системы признаков, в которой все границы действитель­ но не пересекаются друг с другом. Такому требованию удов­ летворяет система стратифицирующих признаков. Для систе­ мы стратифицирующих признаков можно принять третье ус-

143

ловие, позволяющее сокращать число вариантов корреляции: границы тел разной специализаций не пересекаются.

Назовем систему стратифицирующих признаков сводной стратиграфической шкалой. Рассмотрим процедуру построе­ ния сводной шкалы, используя приемы, обычно применяемые в практике стратиграфических исследований, но приводя их к форме, допускающей обработку на ЭВМ.

Воспользуемся также некоторыми приемами, предложен­ ными Ю. А. Ворониным и др. (1971, 1972).

Построение сводной шкалы

Примем в качестве единственного источника фактического материала конкретные описанные разрезы, в которых непо­ средственно наблюдались стратиграфические отношения меж­ ду интересующими нас признаками. Обозначим символом Ri отношение между а и б, если а и б —стратифицирующие друг относительно друга признаки и а выше б. Символом Ra

Построим квадратную таблицу. Строками и столбцами этой таблицы пусть будут все классы всех используемых в на­

бых встреченных в разрезах групп окаменелостей, все классы содержаний каких-либо элементов (при использовании гео­ химических критериев корреляции) и т. п.

Начнем заполнять таблицу символами отношений, наблю­ даемых в каком-то одном из этих разрезов. В клетку, лежа­ щую на пересечении строки а! и столбца 6j, поставим сим­ вол Ri, если в этом разрезе ai выше 6j, символ R*, если ai ниже бj, или символ R:i, если ai и 6j не являются стратифи­ цирующими друг относительно друга. Таким же образом за­ несем в клетки таблицы все наблюдаемые отношения по дру­ гим разрезам.

При заполнении таблицы возможны следующие ситуации:

1.Клетка заполнена несколькими одинаковыми символами

— отношения между пластами, обладающими признаком ai и пластами, обладающими признаком 6j, одинаковы во всех разрезах, в которых эти пласты встречены совместно.

144

2.В клетке стоят разные символы — отношения между пла­ стами, обладающими признаком а!, и пластами, обладающи­ ми признаком 6j, различны в разных разрезах, в которых эти пласты встречены совместно.

3.Наконец, некоторые клетки вообще остаются незапол­ ненными — пласты, обладающие рассматриваемыми призна­ ками, не встречены совместно ни в одном конкретном разрезе.

Третья группа клеток не предоставляет никакого эмпири­ ческого материала в пользу пересечения или непересечения границ. Для второй группы очевидно, что границы пересека­ ются. Например, пласт, обладающий признаком ai н лежа­ щий в одном разрезе ниже пласта 6j, должен пересечься с ним, чтобы оказаться в другом разрезе выше. него. Такие признаки не могут быть стратифицирующими, так как ясно, что лишь некоторые точки ai лежат выше 6j (и наоборот). Следовательно, в такой клетке приходится ставить символ R3.

Наиболее интересна первая группа клеток. Клетки, в кото­ рых стоят символы Ra, никак не помогают нам при сокраще­ нии вариантов корреляции, так как некоторые тела, обладаю­ щие признаком ai, лежат выше тел 6J, некоторые ниже, и отличить первые от вторых по имеющимся у нас признакам нет возможности. Клетки, в которых стоят только символы Ri или только Rs, позволяют сделать вывод о пепересечении гра­

ниц тел, обладающих этими признаками. Такие признаки мож­

тов сводной колонки.

Начнем построение сводной колонки снизу. Выберем приз­ наки, которые не располагаются выше ни одного другого приз­ нака. Им будут соответствовать такие строки, в которых нет ми одного знака Ri, и следовательно, только знаки R2 и Rs. Для каждого такого признака будем искать последователь­ ность отдельно. Предположим, что это будет признак ai. Най­ дем такой признак б], который имеет отношение Ri только с ai или с другими уже выписанными у нас признаками, слу­ жащими в качестве основания других последовательностей. Затем выпишем признак rs, имеющий отношение Ri с 6j или одновременно с 6j и ai и не имеющий отношений R? или Rs ни с одним из членов уже построенной данной последова­ тельности, и т. д. Выпишем все полученные последовательно­ сти и выберем среди них самую длинную. Эту последователь­ ность мы и примем за основу сводной шкалы и будем достраи­