Введение
Геологическая формация, или просто формация, — это тело горных пород, обладающее устойчивым набором физических характеристик (литология), который отличает его от прилегающих тел горных пород и занимающее определенное положение в последовательности слоев горных пород, обнаженных в географическом регионе (стратиграфический разрез). Она является фундаментальной единицей литостратиграфии — науки об изучении слоев или пластов горных пород. Формация должна быть достаточно протяженной, чтобы её можно было картировать на поверхности или прослеживать в подповерхностных условиях. Формации не определяются толщиной слоев горных пород, которая может значительно варьироваться. Обычно, но не всегда, они имеют табличную форму. Они могут состоять из одной литологии (типа породы), чередующихся слоев двух или более литологий, или даже из неоднородной смеси литологий, при условии, что это отличает их от прилегающих горных пород. Концепция геологической формации восходит к истокам современной научной геологии. Термин был введен Авраамом Готлобом Вернером в его теории происхождения Земли, разрабатывавшейся с 1774 по 1817 год, год его смерти. Эта концепция со временем приобретала всё большую формализацию и теперь кодифицирована в таких документах, как Североамериканский стратиграфический кодекс и его аналоги в других регионах. Геологические карты, показывающие распространение различных формаций на поверхности, имеют основополагающее значение для таких областей, как структурная геология, позволяя геологам реконструировать тектоническую историю региона или прогнозировать вероятные местонахождения скрытых минеральных ресурсов.
A geological formation, or simply formation, is a body of rock having a consistent set of physical characteristics (lithology) that distinguishes it from adjacent bodies of rock, and which occupies a particular position in the layers of rock exposed in a geographical region (the stratigraphic column). It is the fundamental unit of lithostratigraphy, the study of strata or rock layers. A formation must be large enough that it can be mapped at the surface or traced in the subsurface. Formations are otherwise not defined by the thickness of their rock strata, which can vary widely. They are usually, but not universally, tabular in form. They may consist of a single lithology (rock type), or of alternating beds of two or more lithologies, or even a heterogeneous mixture of lithologies, so long as this distinguishes them from adjacent bodies of rock. The concept of a geologic formation goes back to the beginnings of modern scientific geology. The term was used by Abraham Gottlob Werner in his theory of the origin of the Earth, which was developed over the period from 1774 to his death in 1817. The concept became increasingly formalized over time and is now codified in such works as the North American Stratigraphic Code and its counterparts in other regions. Geologic maps showing where various formations are exposed at the surface are fundamental to such fields as structural geology, allowing geologists to infer the tectonic history of a region or predict likely locations for buried mineral resources.
Определение формаций
Границы образования выбираются таким образом, чтобы обеспечить максимальную практическую литологическую однородность. Формации не должны определяться никакими критериями, кроме литологии. Литология образования включает в себя такие характеристики, как химический и минералогический состав, текстура, цвет, первичные структуры наслоения, окаменелости, рассматриваемые как компоненты, формирующие породу, или другие органические материалы, такие как уголь или кероген. Таксономия окаменелостей не является допустимым литологическим основанием для определения образования. Необходимый для обоснования выделения формаций контраст в литологии между ними зависит от сложности геологического строения региона. Формации должны быть определимы в масштабе геологического картографирования, обычно практикуемого в регионе; мощность формаций может варьироваться от менее метра до нескольких тысяч метров. Геологические образования обычно называют по названию устойчивого природного или искусственного объекта в географической области, где они были впервые описаны. Название состоит из географического названия и либо слова "Формация", либо описательного названия. Примеры включают в себя Формацию Моррисона, названную по городу Моррисон, штат Колорадо, и известняк Кайбаб, названный по плато Кайбаб в Аризоне. Названия не должны повторять ранее использованные названия формаций, поэтому, например, вновь выделенное образование не может быть названо Кайбабской формацией, поскольку известняк Кайбаб уже является установленным названием формации. Приоритет имеет первое использование названия, а также первое название, примененное к конкретной формации. Как и в случае с другими стратиграфическими подразделениями, формальное определение образования включает стратотип, который обычно представляет собой типовой разрез. Типовой разрез – это идеальное обнажение образования, демонстрирующее всю его мощность. Если образование нигде не обнажается полностью или показывает значительную латеральную изменчивость, могут быть определены дополнительные опорные разрезы. Давно установленные формации, датируемые периодом до современной кодификации стратиграфии, или не имеющие табличной формы (например, вулканические формации), могут использовать типовую местность вместо типового разреза в качестве своего стратотипа. От геолога, определяющего образование, ожидается подробное описание стратотипа, позволяющее другим геологам однозначно идентифицировать образование. Хотя формации не должны определяться никакими критериями, кроме первичной литологии, часто бывает полезно выделять биостратиграфические подразделения по палеонтологическим критериям, хроностратиграфические подразделения по возрасту пород и хемостратиграфические подразделения по геохимическим критериям, которые включены в стратиграфические кодексы.
Полезность образований
Понятие формально определенных слоев или страт является центральным для геологической дисциплины стратиграфии, а формация – фундаментальной единицей стратиграфии. Формации могут объединяться в группы страт или подразделяться на члены (слои). Члены отличаются от формаций тем, что не обязательно должны быть отображаемыми на той же карте в том же масштабе, что и формации, хотя они должны быть литологически различимы там, где они присутствуют. Определение и выделение формаций позволяет геологам сопоставлять геологические страты на больших расстояниях между выходами и обнажениями горных пород. Первоначально формации описывались как основные геологические временные ориентиры, основанные на их относительных возрастах и законе суперпозиции. Разделы геологической шкалы времени были описаны и упорядочены в хронологическом порядке геологами и стратиграфами XVIII и XIX веков. Геологические формации могут быть полезно определены для осадочных пород, низкометаморфических пород и вулканических пород. Интрузивные магматические породы и породы, подвергшиеся интенсивной метаморфозе, обычно не рассматриваются как формации, а описываются как литодемы.
Другие значения термина
"Формирование" также используется в неформальном контексте для описания причудливых форм (образований), которые горные породы приобретают в результате эрозии или процессов отложения. От данного формирования отказываются, когда оно перестает подвергаться воздействию геологического фактора, который его создал. К известным пещерным формированиям относятся сталактиты и сталагмиты.