Брекчии

Термин брекчия является общим и применяется для обозначения пород любого вида, состоящих из скопления угловатых обломков. Способ соединения обломков в брекчии отражается только введением дополнительного слова или фразы. Польза этого термина заключается в исчерпывающем значении, которое характерно для терминологии незрелой науки. Однако термин настолько перегружен значением, что стал неинформативным (рис. 6-27). Вообще он использовался в свободном смысле как «мусорный» (wastebasket), применяемый для обозначения разнообразной группы пород. Обзор классификаций брекчий был дан Нортоном и Рейнолдсом.

В этой книге мы различаем несингенетичные осадконакоплению брекчии или грубообломочные породы, состоящие из угловатых кусков, которые образуются постседиментационными процессами, и конседиментационные брекчии, обломки которых связаны происхождением и образовались одновременно с накоплением осадка. Мы будем использовать термин острообломочный (sharpstone) конгломерат для определения последней группы и ограничим применение термина брекчия первым типом.

Несингенетичные брекчии (брекчии в строгом смысле) представляют собой разнообразную группу как по происхождению, так и по физическим признакам. Они образуются тремя основными способами и, соответственно, делятся на катакластические, пирокластические и импактные. Катакластические (автокластические) брекчии являются такими породами, фрагментация которых вызывается движениями горных пород (одна масса породы движется по другой). Действующие нагрузки могут быть гравитационными или тектоническими. Во многих случаях амплитуда движения минимальна, при этом горизонтальная составляющая может отсутствовать. Пирокластические брекчии образуются при эксплозивном вулканизме. Импактные брекчии (брекчии камнепада) образуются при ударе метеоритов и их раскалывании.



В катакластических брекчиях (автокластических, по Грабау) фрагментация осуществлялась движением крупных масс пород относительно друг друга. Пограничные материалы буквально истерлись в порошок. Движение пород вдоль плоскости сброса порождает сбросовые брекчии и глинистую смазку. Если сброс представляет собой надвиговый покров, образованные отложения располагаются в виде тонкого покрова под подошвой этого надвига. Подобно тиллю в основании перекрывающего ледяного покрова, он представляет морену тектоническую, а не ледниковую.

Здесь рассматриваются брекчии сбросов, брекчии складкообразования (брекчии трения) и конгломераты дробления. Брекчии сбросов отличаются перекрестным строением и глинистой смазкой. Почерневшие глыбы с зеркалами скольжения и глинистое вещество, имеющие аналогичные признаки срезания, обычно служат для идентификации этих образований. Тектонические морены или валуны и сходные материалы, скопившиеся в основании или в подошве надвигового покрова, часто путают с нормальными псефитовыми пластами, так как они местами залегают согласно с соседними толщами.

Наиболее распространены брекчии складкообразования, или брекчии трения, которые формируются в результате резкого складкообразования тонких жестких пластов, между которыми находятся некомпетентные пластичные слои. Переслаивающиеся кремни и глинистый сланец образуют брекчию трения при образовании острых складок. Такие брекчии имеют ограниченное распространение, приурочены к резкоскладчатым слоям и, по-видимому, переходят в ненарушенные пласты.

Конгломераты дробления образуются путем деформации жестких, тесно соприкасающихся пород. Вращение контактирующих блоков, грануляция и дробление могут создать породу, которая сильно напоминает нормальный конгломерат. Ромбовидная форма обломков, сходство состава обломков и матрикса и их ограниченный состав, обычно обусловленный происхождением от одного типа пород, являются отличительными свойствами этих пород. Конгломераты дробления можно спутать с «реконструированными» базальными конгломератами, очевидно, деформированными уже после отложения.



Некоторые брекчии образуются в результате гравитационного движения пород. Эти оползневые брекчии и брекчии оседания могут быть субаэрального или подводного происхождения. Вообще они имеют ограниченное площадное распространение и в количественном отношении не играют большой роли. Подводные оползни создают складки оползания и брекчии оползания. Оползни обрушения (и субаэральные, и подводные) возникают при добавлении воды в грязевые потоки, в подводной среде они переходят в грязевые реки и турбидитные потоки. В результате этого возникают тиллоиды — разновидность конгломератового аргиллита.

Образование оползней связано с величиной уклона структур и лигологией осадка, в частности, с определенными видами глинистых минералов, которые при смачивании образуют слой смазки, обеспечивающей движение вышележащих масс породы. Геология оползней и связанных с ними явлений была обобщена Шарпом.

Несмотря на то что оползневые брекчии занимают небольшой объем, они установлены в древних геологических разрезах, например в кембрии Гранд-Каньона.



Некоторые брекчии связаны с простыми направленными вертикально вниз движениями пород или опусканием, которые возникают в результате удаления подстилающего материала при растворении. Они встречаются при растворении соляных пластов и опускании вышележащей толщи, часто представленной известняками. Такие брекчии широко распространены, занимают определенное положение в разрезе и обычно замещаются солевыми пластами при погружении. Мощность этих брекчий меняется от нескольких сантиметров до 10 м или более. Они сложены очень угловатыми обломками, обычно пластинчатыми кусками и глыбами известняка различных размеров. Нижний контакт брекчиевых слоев в отличие от верхнего очень резкий. Брекчии обычно имеют тонкозернистый матрикс, и различия между обломками и матриксом мало заметны; иногда брекчия цементируется крупнозернистым друзовым кальцитом или известковым туфом с гребенчатой текстурой. Некоторые брекчии растворения имеют донные полости, заполненные тонкозернистым осадком. Критерии различия брекчий растворения и известняковых брекчий иного происхождения были обобщены Блонтом и Муром.

Брекчии растворения найдены и изучены в миссисипском разрезе Юго-Западной Монтаны, в группе Винзор (миссисипий) Новой Шотландии, в верхней части отложений Глен-Роуз (мел) центральной части Техаса, в известняках Сант-Луи (миссисипий) недалеко от Олтона, штат Иллинойс, и в известняках силура района Макинак в Мичигане.

Растворение известняков под покровом песчаника и глинистого сланца приводит к образованию чашеобразной текстуры, воронкообразных углублений, в которые опустились вышележащие отложения. Опускание отложений в растущую воронку ведет к деформации, образованию брекчий и зеркал скольжений. Подобные наполненные воронки, достигающие ширины нескольких десятков метров и имеющие такую же глубину, были описаны в северном Иллинойсе и Миссури.



Грубообломочные пирокластические отложения включают вулканические брекчии, отложения, состоящие из глыб ранее отложившегося материала, в отличие от агломерата, образованного преимущественно бомбами и лавой, затвердевшей в воздухе.



За последние годы, благодаря исследованиям Луны, геологи сконцентрировали внимание на ударном действии метеоритов. Хотя наземные ударные кратеры известны давно, лишь недавно были открыты и изучены связанные с этим явлением материалы «камнепада» и «базисной волны». В большинстве случаев этот материал заполняет кратеры или тесно с ними связан. Особое внимание уделено действию ударного метаморфизма (образованию коэсита) и действию удара на кварц.

Хотя кратеры метеоритных ударов и связанный с ними материал склонны разрушаться поверхностными процессами (и, следовательно, мало вероятно, чтобы они сохранились), некоторые древние отложения интерпретировались как имеющие ударное происхождение. Наиболее примечателен «Туф» Онапинг (докембрий), который ранее относили к пирокластическим отложениям типа игнимбрита. С недавнего времени его стали рассматривать как материал камнепада, связанный с действием метеоритного удара. Конусы дробления в основании кварцитов, объясняемые ударным метаморфизмом в самой брекчии, служат подтверждением этой точки зрения.