Историческая геология_04_Континентальные фации

Континентальные обстановки осадконакопления и фации

Современная суша занимает около 30% поверхности земного шара, а в некоторые геологические эпохи площадь суши была значительно больше современной. Тем не менее континентальные отложения в разрезе осадочной оболочки Земли играют несравнимо меньшею роль, чем морские. Это связано с тем, что суша является преимущественно областью денудации, а также с тем, что континентальные осадки хуже сохраняются в геологической летописи. Примечательно, что при всем разнообразии континентальных обстановок основную группу древних континентальных отложений представляют речные, озерные и болотные фации, тогда как современные реки, озера и болота занимают не более 2% площади континентов. Это связано с тем, что речные и лимнические отложения накапливаются в водных бассейнах, представляющих понижения в рельефе, и поэтому лучше сохраняются от денудации.

В континентальных условиях образуются главным образом обломочные и глинистые осадки. Хемогенные и органогенные занимают подчиненное положение.

Ископаемые организмы в целом встречаются в континентальных фациях реже, чем в морских, так как условия захоронения их менее благоприятны. Наиболее распространены остатки высших растений (в виде углей). Чаще, чем в морских, сохраняются остатки позвоночных.

Характерной чертой континентальных фаций является их большое разнообразие, связанное с сочетанием различных типов рельефа и климата. Рельеф отражает прежде всего геологическое строение территории, расчлененность и контрастность рельефа влияют на структуру и мощность отложений. Климат определяет среднегодовые температуры, степень увлажнения, характер водных бассейнов, разнообразие органического мира.

Зоны осадконакопления на суше и в море

Самыми разнообразными являются обстановки осадконакопления в областях гумидного климата. Гумидный климат (от лат. humidus – влажный) – тип климата в областях с избыточным увлажнением, при котором количество атмосферных осадков больше, чем может испариться и просочиться в грунты.

Это формирует обильный поверхностный сток, что способствует развитию эрозионных форм рельефа, густой гидрографической сети и процветанию влаголюбивых форм растительности. Основной агент переноса в областях гумидного климата – вода.

Сочетание гумидного климата и равнинного рельефа создает области гумидных равнин. Они характеризуются наличием полноводных рек, которые часть материала отлагают на суше, а часть (главным образом, в виде растворов) выносят в Мировй океан. На гумидных равнинах – богатая растительность, активно протекают процессы химического выветривания, повсеместно распространены озера, болота, торфяники. Для этой зоны типичен многократный перемыв обломков и высокая «зрелость» осадков. Характер растительности и осадконакопления в областях гумидного климата различается в зависимости от их положения в зонах тропического или умеренного климатических поясов.

В аридном (от лат. aridus – сухой) климате условия осадконакопления менее разнообразны. Его отличают высокие температуры воздуха и малое количество атмосферных осадков вплоть до их полного отсутствия. Вся получаемая влага быстро испаряется. Обнажённая земная поверхность испытывает резкие колебания температуры в течение суток, из-за чего даже плотные горные породы быстро разрушаются. Континентальные осадочные бассейны в аридной обстановке – это пустыни и полупустыни. Ветер, который является основным агентом переноса осадочного материала, перемещает массы сухого песка, образованного при выветривании. Обломочные породы пустынь «незрелые» (т. е.

состав их далек от конечного преобразования). Реки, протекающие через пустыню из соседних более влажных областей, здесь мелеют

ичасто заканчиваются бессточными котловинами с солёными озёрами. Осадки в них – хемогенные. В долинах временных водотоков, стекающих с гор, распространены грубые обломочные отложения.

Вобластях нивального климата осадки ограничены ледниковыми образованиями. Нивальный климат (от лат. nivalis – снежный, холодный) – климат высоких широт и высокогорий. В условиях нивального климата твердых осадков выпадает больше, чем успевает растаять и испариться, из-за чего образуются снежники и ледники. Здесь действует преимущественно физическое выветривание, и основная масса осадочного материала переносится льдом, реже – талыми водами. Осадочные бассейны на равнинах в области нивального климата характеризуются отсутствием растительности. Вода находится в твердом состоянии,

итолько во время таяния льда образуются временные водные потоки, поэтому здесь накапливаются незрелые породы из свежих, невыветрелых и слабоокатанных обломков.

Горные области по отношению к равнинам являются областями денудации, здесь происходит размыв отложений и вынос их на равнины. В зависимости от климата осадки переносятся постоянными и временными водотоками, а также льдом и ветром. Осадочные бассейны в горных областях расположены в межгорных и предгорных впадинах. Типичные осадки – продукты разрушения горных хребтов – обломочные толщи, именуемые молассой.

признаков исходных пород. В коре выветривания наблюдается отчетливая вертикальная зональность, выраженная в ее строении, а также минералогическом и химическом составе, что связано со стадийностью процессов выветривания. Нижние зоны коры выветривания наиболее близки по физическим свойствам, составу структурам и текстурам к материнской породе и связаны с ней постепенными переходами. Верхние интенсивно измененные горизонты коры выветривания по всем показателям резко отличаются от материнской породы и сложены главным образом глинистыми минералами.

Состав коры выветривания и ее мощность зависят от минерального состава материнских пород, тектонического режима и климата.

Наиболее глубокое выветривание – до каолинта и даже гиббсита происходит в тропическом климате при стабильном тектоническом режиме (гиббсит – гидроокисел алюминия, преобладает в высококачественных бокситах).

Вумеренном влажном и тем более в аридном и холодном климате процессы выветривания проникают на меньшую глубину, интенсивность изменения пород здесь минимальная.

Вумеренном климате в выветривание заканчивается образованием гидрослюд.

Варидном климате со щелочными условиями формируется

монтмориллонит, палыгорскит и др. минералы. В сухом климате

Ca далеко не выносится, возникает карбонатная и даже гипсовая кора выветривания.

В холодном климате и в высокогорьях местами образуется только обломочная кора выветривания малой мощности, нередко совпадающая с почвой.

По составу кор вывертривания различают следующие их разновидности.

-Каолиновые коры. Развиваются по кислым материнским породам. Снизу вверх выделяются следующие зоны: невыветрлые гранитоиды – дресва гранитоидов – гидрослюдистая зона – каолиновая зона.

-Латеритные коры. Развиваются по основным и щелочным магматическим породам. Снизу вверх выделяются: неизмененные габброиды – гидрослюдистая зона – каолиновая зона – латеритная зона – зона железистой корки. С латеритами связано накопление труднорастворимых окислов алюминия и трехвалентного железа (последние придают им характерную красно-бурую окраску).

Нонтронитовая кора. Развивается по ультраосновным породам. Снизу вверх выделяются: неизмененные серпентиниты – нонтронитовая зона (нонтронит – минерал из группы монтмориллонита – вермикулита.) – зона железистых охр. Нонтрониты могут быть обогащены гидроокислами никеля в промышленных концентрациях.

Мощности кор выветривания – от единиц до нескольких десятков метров. В зонах дробления, где воды проникают на большую глубину, мощность коры выветривания может достигать нескольких сот метров. Максимальные по мощности и разнообразию состава коры выветривания образуются в условиях жаркого влажного климата. Минимальную мощность и минеральное разнообразие имеют коры выветривания в аридном климате.

Верхняя часть коры выветривания – почва. Исходным материалом для почв служат продукты выветривания материнских пород. В образовании почв огромную роль играют растительность и микроорганизмы. Смесь органических и минеральных веществ претерпевает дальнейшие изменения, которые ведут к образованию характерного почвенного профиля.

Самый верхний слой почвы – гумусовый, наиболее обогащенный органическим веществом. Ниже следует «горизонт вымывания» – отсюда растворимые соли и коллоиды мигрируют в нижние горизонты почвы (это и есть процесс образования элювия). В зонах влажного климата растворимые вещества переносятся до уровня грунтовых вод, и верхние слои почвы выщелачиваются, при

этом в первую очередь удаляются соли кальция, калия и натрия

(так образуются подзолистые почвы).

Почвенный профиль подзолистых почв влажного климата (почвы, богатые алюминием и железом, бедные кальцием или не содержащие его)

В зонах аридного климата процесс идет в обратном направлении – при интенсивном испарении миграция растворенных веществ идет снизу вверх, легко растворимые соли концентрируются в приповерхностных частях почвы, происходит их засоление. Мигрируют к поверхности карбонат и сульфат кальция, силикаты щелочей и соединения железа. Образуются твердые цементирующие корки (каличе или калькреты), мощность которых достигает нескольких метров.