Основные генетические типы континентальных отложений

Генетический тип отложений - это закономерно построенный комплекс генетически сопряженных осадков, образующийся в резуль­тате единого процесса аккумуляции и возникший под действием оп­ределённого внешнего физико-геологического процесса. Классифика­ция генетических типов континентальных отложений по Е.В. Шанце­ру, Д.С. Кизельватеру и др. представлена в справочной таблице ниже.

КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ - отложения (осадки), образующиеся на суше, включая и внутриматериковые водоёмы (озёра, реки).По условиям накопления и преобразования исходного осадка среди континентальных отложений различают: собственно наземные, или субаэральные; подводные, или субаквальные; подлёдные, или субгляциальные, возникающие под покровом движущихсяледников.По динамике накопления, условиям залегания и общим закономерностям строения среди континентальных отложений выделяются различные генетические типы, которые по признаку естественных сочетаний, образуемых ими в природе, объединяются в генетические группы и ряды; из них особое место занимает элювиальный ряд — разные типы элювия, слагающего кору выветривания и являющегося продуктом изменения горных пород процессами выветривания на месте их первоначального залегания.Все остальные континентальные отложения относятся к группе собственно осадочных образований. Они возникают путём переотложения агентами денудации (включая гравитацию) продуктов разрушения исходных горных пород или накопления продуктов жизнедеятельности организмов. Склоновый ряд образуют отложения, возникающие в основании склонов в ходе денудации их верхней части; к ним относятся 5 генетических типов: обвальные накопления, осыпи, оползневые накопления, или деляпсий, солифлюксий (см. Солифлюкция) и делювий. Водный ряд составляют речные отложения, или аллювий, пролювий (отложения устьевых выносов водотоков, иссякающих по выходе из долин) и озёрные отложения. Ледниковый ряд состоит из собственноледниковых отложений, или морен, ледниково-речных, или флювиогляциальных, и ледниково-озёрных, или лимно-гляциальных, отложений. Ветровой (эоловый) ряд объединяет эоловые пески, слагающие дюны, барханы и другие формы рельефа, и эоловый лёсс. Особые группы образуют органогенные болотные (торфяники) и озёрные (сапропели) отложения и отложения пещер и карстовых полостей, а также известковые натёки, сталактиты, осадки подземных рек и озёр. Отдельную группу составляют т.н. техногенные отложения, создаваемые человеком (отвалы горных разработок, насыпи, дамбы и пр.). К континентальным отложениям относятся также накопления продуктов вулканической деятельности и продуктов их переотложения, возникающие на суше.

Роль органического вещества в различных экзогенных процессах

Разрушение горных пород организмами осуществляется физическим или химическим путём. Простейшие растения - лишайники - способны селиться на любой горной породе и извлекать из неё питательные вещества с помощью выделяемых им органических кислот; это подтверждается опытами посадки лишайников на гладкое стекло. Через некоторое время на стекле появлялось помутнение, свидетельствующее о частичном его растворении. Простейшие растения подготавливают почву для жизни на поверхности горных пород более высокоорганизованных растений.Древесная растительность иногда появляется и на поверхности горных пород, не имеющей рыхлого почвенного покрова. Корни растений используют при этом трещины в породе, постепенно их расширяя. Они способны разорвать даже очень плотную породу, так как тургор, или давление, развиваемое в клетках ткани корней, достигает 60-100 атм. Значительную роль в разрушении земной коры в её верхней части играют земляные черви, муравьи и термиты, проделывающие многочисленные подземные ходы, способствуя проникновению вглубь почвы воздуха, содержащего влагу и СО2 - мощные факторы химического выветривания

Зональность морских осадков

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 большей 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).

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.

1.1. 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.

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.

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.

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. На пассивной континентальной окраине на шельфах (т. е. в неритовой области) сосредоточены основные зоны концентрации и седиментации осадочного материала. Здесь выделяются две зоны - мелководная и относительно глубоководная.

Фации мелководного шельфа. В мелководной (с глубинами до 50-70 м) зоне волнения распространяются практически до дна, в связи с чем осадки взмучиваются, сортируются, насыщаются кислородом. Эта зона может периодически подвергаться осушению и размыву при понижении уровня моря. Для нее характерно богатство растительного и животного мира, особенно бентосных организмов. Наиболее распространенными осадками мелководной зоны являются мелкообломочные - пески и крупнозернистые алевролиты.

На шельфах тропической и субтропичаской областей развиты также карбонатные породы - известняки и доломиты. Преобладают биокластические (детритовые) и оолитовые известняки.

Текстуры мелководных отложений гоизонтально- и волнистослоистые, реже - косослоистые, биогенные. На поверхностях наслоения обычны знаки ряби и следы перерывов.

В результате интенсивного перемещения донных осадков образуются разнообразные формы аккумулятивного рельефа.

В понижениях рельефа на шельфе (в так называемых иловых впадинах) откладываются глинистые отложения, которые часто образуются в условиях недостатка кислорода и сероводородного заражения.

Фации глубоководного шельфа. Относительно глубоководные обстановки располагаются на внешнем краю шельфа от глубин 40-70 м до 130-200 м (реже до 300-500 м). Здесь отсутствует постоянное волнение и взмучивание осадков происходит только во время сильных штормов. Донные течения неактивны и пространственно ограничены. Условия в придонном слое отличаются значительным постоянством. Органический мир этой зоны специфичен и значительно обеднен. В его составе значительное место принадлежит планктонным и нектонным организмам.

Осадки глубоководного шельфа отличаются выдержанностью литологического состава и значительной протяженностью. Здесь развиты главным образом глинистые осадки, а песчано-алевритовые ограничены зонами течений. На глубоководном шельфе отлагаются также биогенные илы, образованные наннопланктоном (из них формируются пелитоморфные известняки), илы, образованные диатомеями и спикулами губок (они преобразуются в диатомиты, спонголиты, опоки, трепелы) и хемогенные осадки (хемогенный кальцит, фосфорит). В этой зоне нередко развиваются восстановительные условия, способствующие захоронению органического материала. Текстуры осадков правильнослоистые.

На перегибе шельфа к склону за счет воздействия динамики океана усиливается гидродинамическая активность придонных течений, что приводит к резкому огрубению осадочного материала. Среди организмов преобладают прикрепляющиеся фильтраторы. В тропических широтах развиваются рифы.

Фации континентального склона. Область континентального склона, простирающаяся от края континентальной ступени до глубин 2000-3000 м, характеризуется, прежде всего, резким падением глубин. Угол наклона здесь может быть очень велик (до 43°), однако обычно не превышает 4-12°.

В целом батиали (за исключением зон действия мутьевых потоков) свойственна очень слабая седиментация, это - нижняя граница терригенных отложений. Поступление растительного детрита с побережий очень мало, еле уловимы колебания температуры и солености, ничтожно малы и движения водных масс. Осадконакопление здесь определяется контрастностью рельефа, большими перепадами глубин, крутизной склонов, изменчивостью гидродинамического режима. В зонах с усиленным терригенным питанием, особенно у устьев крупных рек, формируются терригенные осадки, в тропических и субтропических широтах увеличивается количество карбонатных. Большое значение в этой зоне имеют различного вида гравитационные потоки, формирующие группу подводно-склоновых отложений (оползневые образования, гравититы, турбидиты, нефелоиды). Обломочный материал перемещается по каньонам, прорезающим континентальный склон, и отлагается на их склонах и дне, а также выносится к устьям каньонов и образует у их основания и на прилежащих равнинах глубоководные конусы выноса. Отложения в них меняются от грубых песков до тонких илов. Вне русел и конусов на склоне накапливается терригенный и планктоногенный ил (нефелоседиментация). Отложения мутьевых суспензионных потоков и нефелоилный ил часто переслаиваются.

У континентальных подножий развиты также контуриты - отложения так называемых контурных глубоководных течений, образующие гигантские аккумулятивные формы подводного рельефа. Контуриты представлены песчано-алеврито-глинистыми осадками с горизонтальной и волнисто-слоистой текстурой.

Фации активных окраин. Фациальные условия активных окраин сложнее. Во многом они подобны обстановкам приокеанических зон пассивных окраин, однако окраинные котловинные моря отличаются наличием отделяющих их от океанического бассейна барьеров - островных дуг, которые являются дополнительным источником обломочного и вулканогенного материала. Для окраинных котловинных морей характерна концентрическая зональность. В батиальной зоне развиты пески и более грубообломочные отложения, ниже по склону - алевриты, а в центральных, самых глубоких частях морей - глинистые илы. Доля карбонатных планктоногенных осадков невелика из-за больших глубин водоемов. В холодноводных бассейнах их место занимают кремнистые планктоногенные илы. В зонах активного подводного и наземного вулканизма (особенно на островодужном ограничении бассейнов) присутствует, а иногда и преобладает, вулканогенный материал.

Островные дуги, располагающиеся на границе котловинных окраинных морей и открытого океана, представляют собой громадные, главным образом подводные сооружения. Подводные обстановки характеризуются здесь сложнорасчлененным контрастным рельефом и высокой гидродинамикой, что определяет большую пестроту фаций. Осадочный материал в этой зоне обломочный, грубозернистый (за счет постоянно растущих островов) и вулканогенный (здесь часты вулканогенно-терригенные турбидиты). В мелководных зонах теплого климата нередко развиваются карбонатные органогенные осадки и рифы. Образуются также биогенные илы (карбонатные в зонах теплого климата, кремнистые - в зонах холодного). Отлагаются и хемогенные осадки (обычно кремнистые).

В глубоководных желобах, примыкающих к островным дугам или континентальным горно-складчатым сооружениям, наблюдается самая глубоководная ультраабиссальная фациальная обстановка. Это последние ловушки осадочного материала, поступающего с континента. Из-за громадной амплитуды и контрастности рельефа здесь обычны гравитационные процессы. В верхней части склонов отлагаются песчано-алевритовые осадки, ниже - гемипелагические, кремнисто-глинистые, туффитовые осадки и турбидиты. Фауна представлена бесскелетными бентосными и планктонными формами.

1.2. Пелагические фации

Пелагические обстановки занимают 50% общей поверхности Земли. В придонной части нет волнения и разнос материала осуществляется только разного рода течениями. Весь материал, поступающий с суши, за исключением эолового, тонкодисперсный и долгое время находится во взвешенном состоянии. Донная фауна крайне малочисленна, в осадках присутствует главным образом планктонный материал.

Наиболее глубоководные участки покрыты красной глубоководной глиной. Это коричневые и красноватые осадки, состоящие из разных по происхождению компонентов, главным образом тонкодисперсного терригенного гидрослюдистого материала, приносимого ветром и водой, вулканических продуктов, космогенных частиц и планктона. В этих глинах присутствуют гидрогетит, гематит, тодорокит и встречаются целые поля железомарганцевых конкреций, образующих богатые рудные залежи.

Другой тип осадков - кремнистые радиоляриевые или диатомовые илы. Это красная глина с повышенным содержанием раковин кремнистого планктона (глубина образования - 4500-6000 м). В более мелководных условиях красные глины замещаются известковыми планктоногенными (фораминиферовыми, птероподовыми, кокколитовыми) илами.

1.3. Фации морских водоемов аномальной солености

Соленость вод внутренних морей, имеющих затрудненный водообмен с Мировым океаном, обычно отличается от среднемирового (35%о) уровня. В современную эпоху широкого развития гумидных зон и интенсивного речного стока происходят отклонения в сторону понижения солености и образования опресненных бассейнов. Соленость поверхностных вод Черного моря 17-18%о, Азовского 9-10%о, Балтийского 6-8%о. В аридных зонах при отсутствии рек соленость повышается. Так, в Персидском заливе соленость достигает 40-41%о, в Красном море соленость поверхностных вод 38-41%о, глубинных 40, 5-42, 3%о. В геологическом прошлом при большей аридизации климата внутренние водоемы с повышенной соленостью вод были развиты гораздо шире.

Во внутренних бассейнах аридной зоны поверхностное испарение приводит к осаждению легко растворимых солей. При выпаривании соли выпадают в определенной последовательности в зависимости от состава исходного раствора и его температуры. Первыми выпадают карбонаты, гипс и ангидрит, затем каменная соль, сопровождаемая сульфатами кальция и магния, и, наконец, хлориды калия и магния, также сопровождаемые сульфатами и галитом. В нижней части водной толщи могут возникать застойные явления (поэтому в основании соленосных серий часто встречаются тонкослоистые битуминозные ангидриты).

Аналогичные условия возникают и в мелководных бассейнах в аридной зоне, однако из-за более активного перемешивания вод в результате волнения застойных явлений в них не происходит.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: