Данные о химическом составе осадочных пород и содержаниях в них элементов-примесей широко используются в настоящее время для расшифровки генезиса осадочных образований. Настоящее сообщение не претендует на исчерпывающую характеристику всех методов и приемов интерпретации лито- и геохимической информации, наша цель – краткая информация о некоторых из них и демонстрация возможностей на конкретных примерах. Литохимические особенности и геохимическая специализация осадочных пород определяются такими факторами, как состав питающих провинций, особенности выветривания (палеоклимат) и транспортировки обломочного материала, состав и динамика среды в областях осадконакопления, особенности процессов диагенеза и рядом др.

Уже в середине 1960-х гг. было показано (Ф. Дж. Петтиджон и др.), что сведения о химическом составе осадочных пород могут быть успешно использованы как для целей их классификации, так и генетических реконструкций. Позднее анализ значительного массива данных о химических составах современных и древних осадков привел Р. Гаррелса и Ф. Маккензи к выводу о том, что между ними нет значительных различий. В середине 1970-х гг. В. К. Головенком были собраны и обобщены валовые химические анализы основных типов глин. Это позволило показать, что абсолютные содержания петрогенных окислов не всегда несут достоверную информацию о минеральном составе исходных осадков. Более надежные результаты дает одновременное использование отношений ряда окислов, таких как Al₂O₃/SiO₂, (S щелочных и щелочноземельных элементов)/Al₂O₃, K₂O/MgO, K₂O/Al₂O₃ и др. Для более наглядного представления результатов и анализа крупных массивов данных В. К. Головенком были предложены треугольные диаграммы SiO₂–(Al₂O₃+TiO₂+SFeO+MnO)–(K₂O+Na₂O+MgO+CaO) и Al₂O₃–K₂O–MgO, получившие впоследствии в литературе сокращенные названия по первым буквам окислов, соответственно, диаграммы SAK и AKM. В середине 1990-х гг. Я. Э. Юдовичем и М. П. Кетрис была предложена химическая классификация осадочных пород, в основу которой положена система петрохимических модулей (отношений породообразующих окислов) и некоторые пороговые содержания ряда окислов. Наиболее крупные таксоны в этой классификации выделяются по петрохимическим параметрам, дальнейшая диагностика пород ведется с учетом значений петрохимических модулей. В классификации насчитывается более 10 главных химических типов осадочных пород, в каждом из которых могут быть выделены подтипы и классы. Рассматриваемая классификация, по мнению ее авторов, позволяет не только выполнить описание нормальных осадочных пород, но и является инструментом для разграничения осадочных, вулканогенно-осадочных и вулканогенных пород. Я. Э. Юдовичем разработан также ряд диаграмм, в которых использованы различные геохимические модули (например, НКМ и ФМ, ТМ и TiO₂ и др.). Эти диаграммы позволяют не только провести классификацию исследуемых пород, но и сделать некоторые генетические выводы. Применение при исследовании терригенных пород литохимических модулей дает возможность более точно проводить их классификацию, реконструировать состав и особенности преобразования пород в источниках сноса (а, следовательно, палеоклимат на водосборах), расшифровывать физико-химические и геодинамические особенности обстановок осадконакопления. Данный подход может быть использован как при исследовании рыхлых осадков, так и метаморфизованных осадочных пород.

Выветривание пород на водосборах при определенных условиях существенным образом меняет состав слагающих эти породы компонентов. Трансформированное процессами выветривания вещество поступает в конечные водоемы стока, где его зрелость, а, следовательно, интенсивность процессов преобразования исходных пород в источниках сноса (и, тем самым, климат на палеоводосборах) могут быть оценены количественно по данным о химическом составе осадков. Как показатели климата в областях размыва в настоящее время используются гидролизатный модуль Я. Э. Юдовича, индексы химического выветривания CIA, CIW, ICV и ряд других, химический состав тонкой (< 0.001 мм) фракции аргиллитов, глинистых сланцев и метапелитов. Так, по представлениям Е. П. Акульшиной, величина отношения Al₂O₃/Na₂O в глинистом веществе растет по мере усиления степени химической дифференциации пород на палеоводосборах. При значениях Al₂O₃/Na₂O менее 30 степень химической дифференциации можно рассматривать как слабую, при 30–60 – как среднюю, 60–150 – высокую и более 150 – очень высокую. В 1961 г. А. Б. Роновым и З. В. Хлебниковой предложена диаграмма (Al₂O₃+TiO₂) – (Na₂O+CaO+MgO+MnO+FeO+Fe₂O₃+ппп) – (SiO₂+K₂О), где показаны поля континентальных глин холодного и умеренно холодного климата, континентальных глин тропического пояса и морских глин и глин засолоненных лагун и озер аридной зоны. Авторы диаграммы сделали вывод о том, что химический состав континентальных глин находится в строгой зависимости от климатических условий. В середине 1990-х гг. весьма действенным инструментом при анализе процессов выветривания на палеоводосборах стали диаграммы A–CN–K и (A-K)–C–N. Последняя часто бывает сопряжена с индексом PIA, отражающим различную степень преобразования плагиоклазов. В 1983 г. В. С. Ерофеев и Ю. Г. Цеховский предложили использовать для разграничения парагенетических ассоциаций пород континентального генезиса, сформированных в условиях аридного и гумидного климата диаграмму Al₂O₃–(Fe₂O₃+FeO)–(CaO+MgO+K₂O+Na₂O). Несколько позже Л. Саттнер и Р. Дьютта, проанализировав взаимоотношения состава аллювиальных песчаников и палеоклиматических обстановок их формирования, применили для разграничения гумидных и аридных разностей диаграмму SiO₂–(Al₂O₃+K₂O+Na₂O).

Анализ литогеохимических данных позволяет также судить о фациальных обстановках осадконакопления. Так, основываясь на данных изучения особенностей распределения Mn и Ba на фациальном профиле Я. Э. Юдович и В. Н. Пучков предложили генетическую диаграмму для диагностики фациальных обстановок накопления отложений. Использование ее позволяет со значительной долей вероятности разграничить шельфовые и глубоководные отложения, а среди первых, кроме того, наметить и более дробные фациальные типы. На фациальные условия накопления осадочных образований указывает ряд отношений петрогенных элементов и элементов-примесей, такие как Fe/Mn, Ti/Zr, (Fe+Mn)/Ti, Sr/Ba и др. Например, значения отношения Fe/Mn в осадочных породах (как терригенных, так и карбонатных) уменьшаются с увеличением глубины и с переходом от шельфовых фаций к пелагическим. Химический состав аутигенного глауконита также в определенной мере отражает его позицию в бассейне осадконакопления, однако взгляды исследователей на индикаторное значение тех или иных компонентов состава глауконитов расходятся. Для оценки дальности переноса терригенного материала используется отношение Ti/Zr, отражающее лучшую сохранность цирконов по сравнения с Ti-содержащими минералами. Геохимическим показателем палеогеографических условий накопления осадочных образований является Ce аномалия в глинистых и кремнистых породах: в близспрединговых обстановках величина этой аномалии составляет порядка 0.25–0.3, а в окраинноконтинентальных – 0.9–1.3. Отношение Sr/Ba традиционно используется как индикатор палеосолености. Другими показателями палеосолености являются отношения B/Ga, B/Ga/Rb, B/Li, B/V, K-B*, Ba/Sr и B/Rb в тонкой фракции глинистых сланцев и аргиллитов, так как исследованиями К. Уолкера в середине 1960-х гг. было показано, что хотя содержание B в глинистых породах зависит от состава пород питающей провинции, климатических обстановок осадконакопления, состава собственно глинистых минералов и степени сортировки материала, влияние палеосолености на содержание B в глинистой фракции пород значительно превосходит влияние всех других факторов. В качестве показателей окислительно-восстановительных обстановок придонных вод седиментационных бассейнов в современной геологической литературе используются такие геохимические индексы как Mo/Mn, V/(V+Ni), общее содержание Mn, V/Mn, Mo/Co и V/Co, а также U/Th, V/Cr, Ni/Co и др., однако, по данным В. Н. Холодова с коллегами, наиболее чувствительным показателем редокс-обстановок придонных вод бассейнов является отношение Mo/Mn.

Накапливавшиеся в различных тектонических обстановках песчаники характеризуются заметными различиями в содержании петрогенных окислов. Обобщение большого фактического материала по песчаникам современных тектонических обстановок позволило М. Батиа в начале 1980-х гг. провести корреляцию между особенностями химического состава песчаников и тектоническими режимами бассейнов их седиментации и разработать критерии разграничения песчаников различных геодинамических обстановок. На диаграммах М. Батиа достаточно отчетливо выражена тенденция изменения химических составов песчаников в ряду от песчаников океанических островных дуг к песчаникам зрелых островных дуг, породам активных и пассивных континентальных окраин. В этом ряду наблюдается согласованное снижение TiO₂ и Fe₂O₃+MgO, а также Al₂O₃/SiO₂ и, напротив, рост значений отношений K₂O/Na₂O и А1₂О₃/(СаО+Na₂O) при снижении величины Fe₂O₃+MgO. Позднее М. Батиа и К. Крук обнаружили систематическое увеличение содержаний легких РЗЭ и отношений Ba/Sr, Rb/Sr, La/Y и Ni/Co и уменьшение содержаний V, Sc и отношений Ba/Rb, K/Th и Th/U в ряду от граувакковых псаммитов океанических островных дуг к грауваккам пассивных окраин. Для реконструкции тектонических условий формирования осадочных последовательностей авторами были предложены парные (La-Th, Ti/Zr-La/Sc, La/Y-Sc/Cr) и тройные (La-Th-Sc, Th-Co-Zr/10) диаграммы.

На основании анализа данных о распределении в осадках Восточно-Тихоокеанского поднятия и Красного моря содержаний Fe, Mn и Ti Н. М. Страхов сделал вывод, что отношение (Fe+Mn)/Ti является индикатором наличия в осадках продуктов подводных вулканических эксгаляций. Железо и марганец в данном отношении выступают эксгалятивными компонентами, а титан – терригенным. Значения (Fe+Mn)/Ti в осадках современных водоемов, в которые заведомо не поступали продукты вулканических извержений варьируют от 7.7 до 17. Если же величина данного модуля превышает 25, то в осадках можно предполагать присутствие продуктов вулканических эманаций (например, в отдельных районах Восточно-Тихоокеанского поднятия значение указанного модуля достигает 1100–1300, в рифте Красного моря его величина превышает 1000). Е. В. Зайковой на основании модуля Страхова и соотношения глинозема и кремнезема, дана классификационная диаграмма для выделения различных генетических типов силицитов. Еще одним показателем присутствия в осадках эксгаляционного материала является модуль Al/(Al+Fe+Mn).

Для реконструкции состава пород в источниках сноса наряду с данными минералого-петрографического изучения песчаников и конгломератов в последние 10–15 лет широко используются геохимические особенности тонкозернистых терригенных пород. Наиболее приемлемыми для этого являются РЗЭ, Th, Sc и ряд других элементов, так как они слабо растворимы в воде и почти без потерь перемещаются из областей размыва в области осадконакопления (спектры распределения РЗЭ пород источников сноса при этом в подавляющем большинстве случаев сохраняются). Весьма эффективными методами реконструкции состава пород водосборов являются сопоставление состава глинистых сланцев и аргиллитов с геохимическими эталонами (PAAS, NASC, ES или RPSC), анализ спектров РЗЭ, анализ соотношения в глинистых сланцах и аргиллитах малых элементов, типичных для магматических пород кислого или основного состава. Так, для гранитов и гранодиоритов характерны на один-два порядка более высокие, нежели для базитов, значения отношений Th/Sc, La/Sc, La/Co, Th/Co, Th/Cr, V/Ni и, наоборот, основные магматические породы имеют более высокие значения Cr/Zr, Cr/V и др. Европиевая аномалия (Eu/Eu*) в глинистых сланцах и аргиллитах также выступает показателем состава размывавшихся на палеоводосборах комплексов пород. Тяготение на диаграммах Th-Hf-Co и La-Th-Sc фигуративных точек глинистых пород к вершинам Th, Hf и La указывает на преобладание в источниках сноса кислых магматических пород. Повышенные содержания Co и Sc напротив, свидетельствуют о доминировании в областях размыва пород основного и ультраосновного состава.