43. Понятие о лизоклине, критической глубине карбонатонакопления и глубине карбонатной компенсации.

Кальцитовые фораминиферы растворяются сильнее всего в придонных водах, на глубинах более 4 км, где вода сильно недосыщена СаСО₃. Почему на больших глубинах усиленно растворяются известковые раковинки? Потому, что понижается температура, возрастает давление общее и СО₂, уменьшается содержание карбонатного иона. Взаимодействие СО₂, Н₂О и СаСО₃ выражается уравнением:

СО₂ + Н₂О + СаСО₃ → Са²⁺ + 2НСО^3-

где угольная кислота растворяет карбонат кальция.

В океанах выделяется три важных уровня, которые контролируют степень сохранности СаСО₃.

1-й уровень - лизоклин - разделяет комплексы фораминифер хорошей и плохой сохранности, т.е. подверженных уже некоторому растворению

2-й уровень - критическая глубина карбонатонакопления (КГК). Ниже этого уровня, содержание СаСО₃ в осадках составляет меньше 10%.

3-й уровень - глубина карбонатной компенсации (КГл ) , характеризует границу, разделяющую карбонатосодержащие и полностью бескарбонатные осадки, т.е. на этой глубине опускающиеся на дно организмы с карбонатным скелетом полностью растворяются.

Уровень КГл не остается постоянным, а может изменяться если поступление СаСО₃ усиливается по каким либо причинам. СаСО₃ поступает, главным образом, за счет выноса реками или т.н. “курильщиков”, т.е. мест проявления современной гидротермальной активности.

Поступление оценивается в 0,11 г/см2 х 1000 лет, а осаждается СаСО₃ со скоростью 1,3 г/см2 х 1000 лет, что намного выше. Отсюда следует, что более 90% СаСО₃, сконцентрированного в скелетных остатках фораминифер, должно раствориться.

Распространение СаСО₃ в поверхностных осадках Мирового океана хорошо коррелируется с рельефом. Все возвышенности в океанах, включая срединно-океанические хребты, как “снегом” засыпаны карбонат содержащим илом.

44. Глубоководное осадконакопление и его особенности.

Глубоководное терригенное осадконакопление обеспечивается за счет разноса материалов размыва суши. Главными процессами при этом, как уже говорилось, является: транспортировка, отложение и переотложение. Кроме рек, терригенный материал поступает в океаны за счет таяния айсбергов и попадания на дно ледниковых отложений, содержащихся в айсберге и разноса пылеватого материала эоловыми процессами.

Материал, выносимый реками, как правило, сгруживается на шельфе в сублиторальной или неритовой области и редко выносится в более глубоководные батиальные области континентального склона и, тем более, абиссальных котловин. Однако, отложившийся на шельфе материал может перемещаться в более глубоководные части океана за счет сползания осадков с бровки шельфа, лавинной седиментации и, т.н. гравитационных потоков, которые возникают за счет действия силы тяжести.

В осадконакоплении следует отметить такой важный тип как «лавинная» седиментация.. Эта седиментация высоких (10см/1000 лет) и сверхвысоких (1м/1000 лет) скоростей, связана не с выпадением частиц из взвеси, а с течением плотного осадочного водонасыщенного материала под действием силы тяжести. Это особый тип седиментации, имеющий 3 уровня по вертикали с размахом почти в 10 км: 1) устья рек, дельты и эстуарии; 2) континентальный склон, где у подножья наблюдается максимальное скопление материала и 3) дно глубоководных желобов (до 11 км), только в пределах активных континентальных окраин.

В настоящее время выделяются 4 типа гравитационнных потоков: 1) турбидные, 2) грязекаменные, 3) зерновые и 4) разжиженного осадка, среди которых наибольшей известностью пользуется первый тип.

Глубоководные осадки, развитые в пределах абиссальных котловин, глубже 4000 м, представлены, главным образом, красными и коричневыми пелагическими глинами, окрашенными оксидами железа. Эти тонкие полигенные осадки, состоят не только из глинистых минералов эолового происхождения, но так же из очень мелких зерен полевых шпатов, кварца, пироксенов, метеоритной пыли, вулканических частиц, а также обломочков костей рыб, зубов, мельчайших марганцевых конкреций и монтмориллонитовых глин. Красные океанические глины накапливаются очень медленно, порядка 1 мм за 1000 лет, а их генезис связан как с выносом глинистых минералов с суши и переотложением их в океане, так и образования глинистых минералов за счет соединений кремния и алюминия и их взаимодействия в морской воде.

Вулканогенные осадки образуются за счет вулканических извержений на океанском дне (аутигенные осадки); за счет переотложения ранее сформировавшихся вулканогенных образований и путем осаждения вулканических пеплов и туфов, выброшенных при эксплозивных извержениях вулканов на суше.

Эксплозивные извержения вулканов на островных дугах и активных континентальных окраин вносят весомый вклад в составляющую океанских осадков, поставляя в них тефру. В глубоководных осадках присутствует в основном, вулканический пепел - мельчайшие частицы стекла, который при мощных извержениях способен выпадать на огромных пространствах земного шара.

Извержения, происходящие непосредственно на дне океана, например, в рифтовых зонах срединно-океанских хребтов, поставляют очень мало пирокластики, т.к. высокое гидростатическое давление не дает развиться эксплозивному процессу. Выделяется три главных типа выпадения пеплов: 1) локальный (первые сотни км от источника); 2) тропосферный (до первых тысяч км от источника) и 3) глобальный, охватывающий всю поверхность земного шара и характеризующийся очень тонким (0,3-1 мкм) размером пепловых частиц.

Выпавший на дно пепел может переотлагаться донными течениями и турбидными потоками, а ветер и льды разносят тефру далеко от мест извержения.

Биогенные осадки.Сохранность биогенного материала определяет и характер накапливающихся осадков, т.к. очень много скелетных остатков планктона не достигает океанского дна, растворяясь в воде. Какие факторы влияют на растворение планктонных организмов?

Кремнистые осадки растворяются, главным образом, в поверхностных слоях океанских вод, резко недосыщенных SiO₂ , а глубже 1 км растворимость SiO₂ уменьшается в связи с понижением температуры и увеличением давления. Следовательно, если радиолярия не успела раствориться на первых 1000 м, то у нее есть все шансы достигнуть дна.

Кальцитовые осадки, наоборот, растворяются сильнее всего в придонных водах, на глубинах более 4 км, где вода сильно недосыщена СаСО₃.

На дне океанов также встречаются железомарганцевые конкреции — конкреции с преобладанием в химическом составе железа и марганца, имеющие важное научное и практическое значение.