Формація - (formatio - освіта) - це природний комплекс парагенетичних пов'язаних один з одним гірських порід, які характеризуються єдністю умов освіти, просторового поширення, віку і формуванням в певну тектонічну епоху. Ознак, за якими можуть бути виділені геологічні формації, дуже багато: генезис, речовинний склад, географічна обстановка, ступінь метаморфізму, умови освіти і т.д. За назвою формацій можна судити про особливості і умови їх утворення, наприклад: флиш, моласси, евапоріти, вугленосні, льодовикові та інші формації.
Вчення про формаціях створено геологами з метою зрозуміти закономірності розвитку земної кори, а в зв'язку з цим - закономірності розподілу в ній корисних копалин. Вихідною позицією при цьому абсолютна більшість вчених вважає тектонічний режим, так як він в значній мірі обумовлює характер вихідного матеріалу, тривалість його перенесення і характер скам'яніння, а також особливості будови і потужність осадових товщ. Відповідно до тектонічних режимом формуються певні комплекси порід - формації.
Основоположником застосування вчення про формаціях в інженерної геології є І.В. Попов. Він вважає, що однією з важливих проблем сучасної інженерної геології є проблема зв'язку характеру порід, що володіють певними фізико-механічними властивостями, з закономірностями їх поширення в земній корі. Зв'язок цей обумовлюється ходом історії розвитку земної кори і Землі в цілому. Найбільш повно та різнобічно ця проблема розроблена в вченні про формаціях. У цьому вченні розглядається зв'язок осадкообразованія з геотектонічної життям земної кори і кліматичними умовами (палеогеография).
Найбільш великими вченими, що розробили вчення про формаціях, в нашій країні є Н.С. Шацький, В.В. Бєлоусов, В.Є. Хаїн, Л.Б. Рухин, Н.М. Страхов та ін. Більшість дослідників під формаціями розуміють цілком певні фаціальні-тектонічні комплекси порід, виділені за сукупністю литологических, геотектонических і палеоклиматических ознак.
Н.С. Шацький дав таке визначення формації: «формаціями ми називаємо такі природно виділяються комплекси порід, окремі члени (шари, товщі, фації і т.д.) яких тісно парагенетичних пов'язані один з одним як у вертикальному, віковому відношенні, так і в горизонтальному просторовому відношенні ».
Формація, перш за все поняття тектонічне або общегеологіческое, так як формації перш за все пов'язані з певними тектонічними формами ». Пізніше Н.С. Шацький розвинув це визначення: «Характер формацій визначається декількома факторами, найголовнішими з яких є тектонічні процеси і руху, виражені в рельєфі і вулканізм, і отже, в потужності шаруватих утворень, в їх складі, структурі, текстурі і т.д. Другим фактором треба вважати клімат. Непрямим чином, також пов'язаним з тектонікою і є одним з найголовнішим умов освіти різних типів формацій; нарешті, властивості формацій визначаються також віком, часом їх освіти, що пов'язано із загальним розвитком земної кори.
В.В. Бєлоусов під осадовими формаціями розуміє «комплекс осадових товщ, що відповідають певній стадії геотектонічного циклу», підкреслюючи, що «кожна осадова формація відповідає певній стадії геотектонічного циклу в певній тектонічної зоні». У геосинклінальних областях він розрізняє чотири групи формацій: а) доінверсіонную, до якої відносяться нижня терригенная і вапнякова; б) крайових прогинів, включаючи флішевимі і каустобіолітовиє формації; в) міжгірських і передових прогинів, що містить Лагуна і молассового формації і г) внутрішніх западин.
Н.М. Страхов осадовими формаціями називає «ландшафтно-тектонічні спільноти порід». На відміну від поглядів Н.С. Шатских і В.В. Білоусова цей вчений вважає, що вирішальне значення у формуванні формацій має палеогеографічна обстановка, яка визначає тип осадового процесу. Н.М. Страхов вказує: «дві умови необхідні і разом достатні для виникнення формацій: 1) тривале збереження на більш-менш значній ділянці земної кори однотипного в плані тектонічного режиму і 2) тривале підтримання в областях седиментации однотипних ландшафтно-кліматичних умов».
Л.Б. Рухин в своїх роботах підкреслює роль тектонічного режиму осадового перетворення. Він вперше описав основні формації платформних, геосинклінальних і перехідних областей. У роботі «Тектонічні типи осадових порід» Л.Б. Рухин відзначав, що роль тектонічного режиму обумовлює:
1) характер вихідного матеріалу;
2) тривалість його перенесення і перевідкладення до остаточного поховання;
3) характер скам'яніння. Крім того, тектонічний режим робить свій вплив на характер будови і на потужність тектонічних худий. Другим класифікаційним ознакою, на думку Л.Б. Рухин, повинен бути клімат.
Таким чином, під формаціями більшість дослідників розуміють цілком певні фаціальні-тектонічні комплекси відкладень, виділені за сукупністю литологических, геотектонических і палеогеографічних ознак.
Розвиток вчення про формаціях в інженерної геології має йти по шляху реально існуючих природно-відокремлюються комплексів порід, пізнання їх внутрішньої структури та інженерно-геологічного своєрідності. При вивченні та виділення формацій для інженерно-геологічних цілей дуже важливо мати не тільки первинний їх склад, але більш важливо знати зміни, які зазнали формаціеобразующіе породи в наступні етапи геологічного розвитку, тобто сучасний петрографический характер (склад, структура, текстура). Для послідовного вивчення властивостей порід розроблено безліч інженерно-геологічних класифікацій.
Для інженерно-геологічних цілей І.В.Попов створив регіональну класифікацію гірських порід, в основу якої покладені загальні уявлення Н.С. Шатских про три групи литолого-міні-ральних утворень: формація-літолого-генетичний комплекс-гірська порода. У класифікації І.В. Попова формація ділиться на складові частини: формація-геолого-генетичний комплекс-Петроград-фического або литологический тип-інженерно-геологічний або будів-вельних вид-інженерно-геологічна або будівельна різновид-інженерно-геологічні групи. Ця класифікація свідчить про можливість збереження формаційного принципу на різних стадіях інженерно-геологічного вивчення території.
При класифікації формацій вчені виходять з того, що формації утворюють певні ряди, парагенетичних пов'язані між собою і відображають розвиток найбільш великих структур. Тому доцільно розділити формації на 3 класу: геосинклінальні, платформні і перехідні (орогенні). Такий поділ запропоновано, зокрема, Н.П. Хераскова.
В якості основної, найбільш великої одиниці, відповідно до класифікації Н.П. Хераськова, прийнятий клас (табл. 6, 7).
Для платформних формацій характерно спокійне залягання, закономірна зміна інженерно-геологічних властивостей осадових порід з глибиною і від прибережних зон до глибоководним.
Геосинклінальні формації накопичуються в умовах загального інтенсивного занурення, тому мають величезні потужності, головним чином, морський генезис, породи інтенсивно дислоковані і мають міцність значно вище порід, сформованих в платформних умовах.
Орогенні формації утворюються в результаті горотворних процесів. За будовою та складом вони є перехідними від геосинклінальних формацій до платформних.
Залежно від інтенсивності тектонічних рухів вони можуть набувати рис подібності то з геосинклінальними, то з платформеними ознаками. Головна характерна риса орогенних товщ - надзвичайна їх неоднорідність, що є результатом горотворних процесів на цій, завершальній стадії геотектонічного циклу.
Усередині кожного класу Г.А. Голодковская виділяє групи формацій відповідно до основних генетичними групами порід (осадові, магматичні, метаморфічні). Кожна група поділяється на литологические типи. Наприклад, для групи осадових формацій платформи: теригенні, теригенно-карбонатні, карбонатні.
Схема інженерно-геологічної класифікації формацій
(По Г.А. Голодковской)
Класи формацій (виділяються за характером тектонічного режиму формування)
Групи формацій (виділяються всередині кожного класу відповідно до основних генетичними групами порід)
Літологічні типи формацій (виділяються всередині груп)
Інженерно-геологічні види формації (виділяються всередині типів за ступенем літіфікаціі)