Историческая геология_07_Морские фации
.pdfФациальная зональность морских и океанических бассейнов
Морские бассейны занимают более двух третей современной поверхности Земли и отличаются большим разнообразием накапливающихся в них отложений и обитающих организмов. В море встречаются грубообломочные, песчаные, глинистые, карбонатные, кремнистые, железистые, марганцовистые и другие осадки, основная масса которых откладывается в прибрежной зоне и на шельфе. По мере удаления от берега обломочные отложения становятся все более мелкозернистыми, снижается скорость накопления осадков, количество донных организмов в них уменьшается.
Моря являются областями преимущественного накопления осадков, несмотря на то, что в них присутствуют участки, где осадки практически не накапливаются. По сравнению с континентальными морские осадки отличаются бóльшей выдержанностью. Основная масса осадочного материала поступает в моря с суши, другой источник осадочного материала – вулканические извержения, третий – разрушение пород морского дна, четвертый – жизнедеятельность морских организмов (биогенный источник). Характер отложений зависит от климата, рельефа морского дна и прилежащей суши, а также степени обособленности данного бассейна от океана.
Влияние климата особенно сказывается на карбонатности отложений и облике присутствующих в них организмов. В теплых морях чаще развиты карбонатные осадки, организмы с массивным карбонатным скелетом, коралловые рифы. В зонах влажного жаркого климата накапливаются морские железные руды и бокситы.
Образования осадков разного типа зависит во многом от рельефа морского дна. Различают плоские, мелководные моря, расположенные на платформах, омывающие невысокий, сглаженный континент, и глубоководные, котловинные, окруженные узкими шельфами и часто обрамленные горной сушей. Рельефом дна определяется режим волнений и
течений, влияющий на распределение осадков. Рельеф суши сказывается на выветривании – чем более расчленен рельеф суши, тем более грубозернистый материал поступает в море.
Обособление морей от океана ведет к их опреснению или засолению, к изменению органического мира, нарушению нормального газообмена, вплоть до образования застойных вод.
Подразделение морских фаций до недавнего времени проводилось на базе батиметрии с использованием гипсографической кривой. Так выделялись фации неритовые, батиальные и абиссальные. Океанологические исследования последних десятилетий показали несовершенство этого принципа. Дело в том, что абсолютная глубина определяет лишь две фациальные границы – предельную глубину активного волнового воздействия (50–70 м, при катастрофических штормах – до 100 м) и критическую глубину накопления карбонатов (от 3–4 км в умеренных широтах до 5 км на экваторе).
Элементы геоморфологии морского дна и биономические зоны моря
Значительно большее значение имеет относительная глубина, точнее – перепад глубин, определяющийся крупными морфоструктурными элементами Мирового океана (шельф, континентальный склон, абиссальные равнины, срединноокеанические хребты), а также источник поступления осадочного материала. На этом основании в настоящее время выделяют два типа океанического седиментогенеза – приконтинентальный и пелагический. Приконтинентальная и пелагическая области резко различаются по характеру отложений, их составу, мощностям, скоростям накопления и механизмами осаждения.
При приконтинентальном седиментогенезе превалирует осадочный материал, поставляемый с континента – главным образом обломочный, хотя нередки и хемогенные и биогенные осадки. Для приконтинентальной области характерна максимальная контрастность рельефа, наличие разных форм переноса обломочного материала, разнообразных течений и, соответственно,
большое разнообразие фаций. Концентрация органического вещества в приконтинентальной области в 4–8 раз выше, чем в пелагической.
При пелагическом седиментогенезе основная часть осадочного материала продуцируется самой водной толщей (пелагиалью), в нем преобладают планктоногенные осадки и глубоководные пелагические полигенные глины. Пелагические осадки менее разнообразны.
Ниже приводится более подробная литологическая характеристика осадков указанных областей.
Приконтинентальные фации
В приконтинентальной области наблюдаются различия фациальных рядов пассивных и активных континентальных окраин.
Идеальный фациальный профиль континентальных окраин пассивного (атлантического) типа включает прибрежно-морские фации, фации шельфа, уступа континентального склона, континентального подножья и абиссальных равнин.
Фациальные условия активных континентальных окраин
(тихоокеанского) типа сложнее. По сравнению с окраинами пассивного типа их фациальный профиль осложняется такими морфологическими структурами, как окраинное котловинное море, островная дуга и глубоководный желоб (островодужный подтип) или – континентальный склон горно-складчатого сооружения и глубоководный желоб (андийский подтип).
Прибрежно-морские фации. В самой верхней части приконтинентальной области накапливаются прибрежно-морские отложения. Некоторые исследователи относят их к группе фаций, переходных от континентальных к морским, мы рассматриваем их в составе морских.
Некоторые элементы геоморфологии суши и морского дна
К прибрежно-морским относят осадки, образующиеся в супралиторали, в приливно-отливной (литоральной) зоне и в прилегающих частях сублиторали, где интенсивно сказывается деятельность прибрежных волнений, прибоя. Ширина этой зоны от нескольких метров до 10–25 км. Отложения ее чрезвычайно изменчивы и зависят прежде всего от рельефа берегов и изрезанности береговой линии. Берега могут быть крутыми и пологими, абразионными и аккумулятивными, поэтому здесь накапливаются очень пестрые осадки – от грубозернистых (прибрежные галечники, пески) до илистых.
Абразионные берега (крутые, обрывистые – клиф, пологие – бенч) в ископаемом состоянии сохраняются редко и представляют твердые поверхности со следами сверлильщиков и остатками прирастающих организмов. Аккумулятивные берега более обычны.
Прибрежно-морские отложения у обрывистого скального берега – клифа (литораль во время отлива)
Наиболее типичное прибрежное аккумулятивное образование – пляж, который образуется в результате переработки прибоем обломочного материала. В зависимости от крутизны берега пляж сложен галькой, гравием или песком. Отложения пляжа характеризуются хорошей сортировкой, окатанностью и косослоистыми текстурами. Органические остатки встречаются в виде обломков морских раковин и фрагментов наземной растительности и позвоночных.
Галечные отложения пляжа
Песчаные осадки со знаками ряби из прибрежно-морской зоны
Одна из их разновидностей аккумулятивных берегов – ватты. Они развиваются вдоль суши с пологим выровненным рельефом при значительной амплитуде приливно-отливных течений. Ширина ваттов составляет от 8 до 25 км.
Ватты. Северное море, Германия.
Из-за периодических осушений для этой зоны характерно смешение признаков наземного и морского режимов, периодическое влияние атмосферы, обилие света, высокая подвижность вод, резкие колебания температуры и солености. Органический мир этой зоны весьма своеобразен и состоит из комплекса морских и наземных организмов, приспособленных к таким изменчивым условиям. Здесь накапливаются плохо отсортированные и сильно биотурбирванные пески, алевриты, глины с неправильной волнистой, линзовидной и косой слоистостью. При этом в наиболее удаленной от моря части приливно-отливных равнин, которой достигают только самые высокие приливы, формируется полоса заболоченных озер (маршей), где илистые осадки чередуются с прослоями торфа. Ниже (в пределах покрываемой приливами области) располагается полоса илистых осадков, часто с водорослевыми покровами (область низкой энергии приливов). Еще ниже – зона песчаных осадков, активно перерабатываемых приливами и ораганизмами-биотурбаторами.
Отложения соленых маршей. Северное море, Германия.
В гумидных условиях тропической и субтропической областкй в приливно-отливных зонах широко распространены карбонатные осадки, из
которых формируются известняки (микритовые, детритовые, биоморфные, сгустковые, оолитовые, обломочные) с обычными для приливно-отливной зоны текстурами. В субаэральной обстановке такие осадки быстро литифцируются. В этой зоне также широко развиты водорослевые покровы, с которыми часто связано образование известняков со своеобразной структурой. Она возникает при литификации осадков, в которых сохранились пузырьки газа, образованные при разложении органического вещества. На месте пузырьков остаются полости, заполненные кристаллическим кальцитом. Такая структура получила название глазковой или структуры «птичьего глаза».
Известняки со структурой «птичий глаз»
В аридных зонах вдоль сухих пустынных побережий в надприливной полосе может образовываться так называемая себкха – прибрежная равнина, заливаемая морем только при наиболее высоких приливах и штормах. Осадки здесь состоят из песка, алеврита и глины, покрытых сульфатносолевой коркой. Сульфаты и соль образуются при испарении морской воды.
Схема прибрежно-морских осадков в аридной зоне (зона себкхи обозначена коричневым цветом, над ней – пустынная зона)
В целом для аридных условий тропиков и субтропиков характерно образование водорослевых известняков, строматолитов, доломитов с прослоями эвапоритов.
Фации неритовой области. По мере удаления от прибрежной зоны в сторону моря осадки становятся более тонкими, в них появляется больше организмов, приспособившихся к жизни в обстановке интенсивного волнения.
Распределение разных типов осадков на шельфе (показано уменьшение крупности частиц с глубиной – пески сменяются алевритами и илами))