Петтиджон ?. Дж. Осадочные породы

Подождите немного. Документ загружается.

яая приливно-отливной равнине или флювиальная, или турбидитовая,

то можно установить характерные для нее предельные значения глуби»

и применять их в качестве критериев оценки глубины осадконакопле·!

ния. Обычно бывает невозможно оценить глубину образовании осадка!

только по данным изучения какого-то одного обнажения без рассмот-,

рения всего комплекса условий и взаимосвязей, в которых находится

та или иная порода, тот или иной слой.

Скорость, направление и стабильность течения. Неоднократно пред-,

принимались попытки определить силу потока по размеру кластнческих

элементов в осадке, илн «индексу кластичности» (по Кароцци [36])^

Оценки скорости потока, основанные на размере зерен, возможны для

Таблица 15-2

Размер зерен и скорость течения

Диаметр

зерен, мм

Наблюденная

скорость волоче-

ния. см/с

Рассчитанная

скорость

взвеси, см/с

Диаметр

зерен, MU

Наблюденная

скорость воло-

чения, см/с

Рассчнгаянм

скорость взве-

си. см/с

6,08

84,5* 45,3"

0,72 15,2'·

4,18

61,3* 36,3»* 0,59

31,6**

14,1*·

4,08

62,2*

35,9

0,35 13,7"

3,08 53,8* 29,7

0,31

24.5*·

13,2*·

1,38 36,0*

18,0"

0,20

21,5*· 10,7*·

* Значения, наблюденные в экспериментальном лотке ДжяльСертои \67\.

" Значения, наблюденные в экспериментальном лотке на Американской государственное

опытной станции по водным путям в Внксбсрге, Миссисипи, I93S (1291.

** Значения, рассчитанные Руби [1551.

" Значения, рассчитанные Нсвнном [1291.

обычных песков и галечников, но не для параконгломератов и других

продуктов транспортировки материала концентрированными взвесями.

Связь размера обломков со скоростью потока непроста. По мере

приближения к границе флюид — осадок скорость быстро падает, так

что скорость включения частиц по дну значительно (примерно на 40%)

меньше, чем в основной струе, т. е. выше этой границы. Скорость, при

которой начинается перемещение невзвешенного материала, или крити-

ческая скорость волочения, определялась эмпирическим путем различ-

ными исследователями (табл. 15-2). Соотношения между скоростью и

размером зерен выражены Хьюлстремом [77] в виде диаграммы (рис.

15-1). Как показано на диаграмме, размер обломков перемещаемого

материала пропорционален скорости. Однако, поскольку алевритовые

π глинистые фракции характеризуются размером менее 0,1 мм и, та-

ким образом, способны образовывать связанную массу, это соотноше-

ние усложняется.

Намечается некоторая корреляция между формами слоев и тексту-

рами, которые они образуют, с одной стороны, и скоростью (в дейст-

вительности энергией потока, составной частью которой является

скорость)—с другой. Эти соотношения были выражены Ан-

дерсоном [9] в его труде об осадочных текстурах в ледниковых занд-

ровых отложениях в виде диаграммы (рис. 15-2). Как видно из диаг-

раммы, потоки с замедленным течением отлагают равнослоистые алев-

ролиты и глины; более быстрые потоки образовывают знаки ряби на

границе песок—вода и мелкомасштабную косую слоистость; при очень

больших скоростях течения происходят размывы и заполнения, кото-

рые приводят к образованию резко зыражсннон косой слоистости. Эта

<672

концепция, выработанная Андерсеном отчасти на основе полевых наб-

людений, а отчасти интуитивно, была подтверждена эксперименталь-

ными данными и результатами полевых исследований других авторов

[67, 165]. Соотношения между формами пластов, их внутренней тек-

стурой, размером зерен и скоростью потока схематически показаны

иа рис. 15-3.

Еще один показатель скорости — наличие или отсутствие танген-

циальностн в крупномасштабной косой слоистости. Эксперименты пока-

зывают, что для данной осадочной смеси и постоянной мощности таб-

литчатой косой слоистости возрастание скорости потока способствует

150

5ιοο

8 60

& 50

5 40

E 30

S 20

Антидюны

0.08 Ql 0.2 0.3 Q.4 Ofi 0,8 IjO

Размер зерен, им

Рис. 15-3. Зависимость между

формами пластов, размером зерен

R осадках и скоростью потока. По

Саутарду [1973, Journ. Sed. Pet-

rology, v. 43. Fig. I].

/ — верхний пологий пласт; 2— зона

переход·; 3 — нижний пологий пласт

Рис. 15-2. Наиболее важные текстуры в водио-ледниковых осадках. По Андерсену

[1931, рис. 38].

I — диагональная косая слоистость; 2 —выпуклая косая слоистость: 3 — диагональная наклонная

слоистость; 4— вогнутая косая слоистость; 6 — горизонтальные слон глин; б — обычные волнистые

слон. 7 — однородно-волнистые слои; « — волнистая наклонная слоистость; S- вогнутая наклоаная

слоистость; 10 — выпуклая наклонная слоистость; Π — иаклоиво-слонстые банки с устойчивым

наклоном, перемежающиеся горизонтальными пластами; 12 — горизонтальные пласты. Стрелка по-

казывает направление течения потока.

Терминология, используемая Аядерсеном несколько архаична

переходу от плоскопараллельных наклоненных передовых слоев

к тангенциально вогнутым передовым слоям [85]. Однако танген-

циальность может быть вызвана также высокой концентрацией взвеси

в потоке.

Другими показателями скорости течения являются знаки удара на

гальке, транспортировавшейся высокоскоростным потоком; аномально

высокое содержание разломанных голышей и окатанность слюдяных и

кианитовых зерен в песке, возможная только при очень слабом тече-

нии.

Важной характеристикой обстановки осадконакопления помимо

скорости течения является постоянство как его направления, так и его

скорости. Постоянство направления лучше всего определять по изме-

673-

пению «осой слоистости или других признаков направления; постояв?

ство скорости потока выражается в изменении среднего размера частихь

при переходе от пласта к пласту. Изменение направления косой слои{

стости и их значение при анализе обстановки осадконакопления рас^

сматрнвались нами выше.

Химические параметры

Химические факторы, определяющие обстановку осадконакопле^

ния,— окислительно-восстановительный потенциал (Eh)

кислотность-

щелочность (рН) и соленость (концентрация)· От этих факторов в зна-

чительной степени зависят и минералы, выпадающие в осадок, н фау-j

нистическая характеристика. Еще одним фактором, представляющим!

большой интерес для геолога и весьма важным для распределения фау-*

ны, является температура. Классификация химических условий осадкоч

накопления предложена Теодоровичем [38], а также Крамбейиом И

Гаррелсом [96]. Хотя на выпадение в осадок минералов влияют очень

многие факторы, наиболее важны Eh и рН [10] (см. также рис. 11-27)^

Окислительно-восстановительный потенциал. Осадки отлагаются

обычно либо в окислительных (аэробных), либо в восстановительных

(анаэробных) условиях· Мерой окислительной способности среды явля^

ется Eh, или окнслнтельио-восстановнтельный потенциал [120, 197]4

Отлагались ли древние осадки в окислительных или восстановительных

условиях нли нет, этот вопрос решается на основе их минералогии, а^

также того, что нам известно о стабильности минералов при различных

значениях окислительного потенциала. В частности, наиболее ценные

свидетельства об этом параметре дают нам железосодержащие мине-,

ралы. Сульфиды железа (пирит или марказит) характеризуют восста4

новительную и полностью лишенную кислорода среду; гематнт указын

вает на максимально аэрированную обстановку; сидерит свидетельст-

вует о промежуточном окислительно-восстановительном потенциале [96]j

При использовании других минералов возможно еще более деталь-

ное подразделение химических обстапопок по Eh. Теодоровнч [38] Bbi

делил шесть таких фаций: сильновосстановительную, или сульфидную:

восстановительную (карбонаты железа и сульфиды железа); слабо-

восстановительную (сидерит и вивианит); нейтральную (железистые

хлориты как с окисным, так и с закнсным железом); слабоокислитель-;

ную (глауконит) и окислительную (окись железа и гидроокись железа).]

Каждая из этих шести обстановок, определеная по Eh, может быть под-:

разделена на 6 субобстановок на основе кислотности или рН. Таким;

образом, можно выделить 36 подзон, каждая из которых характеризу-

ется определенным набором минералов.

Еще одним показателем низкого окислительного потенциала явля-

ется отсутствие нормальной бентосной фауны и наличие только теу

форм, которые могут переносить токсичные условия, вызванные нехват-

кой кислорода, либо тех форм, которые свободно плавают или прикрепг

лены к плавающим объектам. К первой категории принадлежат опре-

деленные фосфатные брахиоподы, особенно Linqula и Discina, которые;

представляют собой повсеместно распространенные, выносливые фор-

мы, способные переносить суровые условия. Конодонты, случайные

остатки рыб, споры и пыльца представляют фауиу и флору глинистых,

сланцев, образовавшихся в снльновосстановительной обстановке. Еще

одним свидетельством отсутствия кислорода является аномально высо-

кое (свыше 2 нлн 3%) содержание органического вещества. Обычно

деятельность микроорганизмов, питающихся органическими остатками

<674

или разлагающие их, разрушает остатки, выпадающие на дно. Замедле-

ние или прекращение такой «санитарной» деятельности в результате

нехватки кислорода приводит к увеличению органического материала,

а следовательно, к отложению черных глинистых сланцев и связанных

с ними осадков.

Как отмечалось Крамбейном и Гаррелсом, а также Теодоровичем,

окислительно-восстановительная граница, т. е. поверхность, разделяю-

щая окислительную обстановку от восстановительной, может находить-

ся выше или ниже раздела осадок—вода или

же совпадать с ннм (рис. 15-4). В наиболее

сильной восстановительной обстановке она

выше раздела ил — вода. Поскольку в этом

случае внутри осадка обстановка всегда будет

восстановительной, возникает вопрос, как объ-

яснить тот факт, что не все осадки восстанов-

ленные? Восстановленный осадок или нет,

зависит от того, имеется ли в нем восстано-

вительный агент. Таким агентом является ор-

ганическое вещество, и, как отмечалось вы-

ше, в окислительной обстановке органическое

вещество в основном окислено и разрушено

за счет микробиологического разложения

илн обычного «санитарного» действия орга-

низмов, питающихся органическими остатка-

ми. Еслн осадок отлагался в такой обстанов-

ке, то для восстановления железа остается

слишком мало (если вообще остается) ор-

ганических остатков. Как показывают резуль-

таты изучения современных илов [58], диаге-

нетические процессы по своему характеру

восстановительные и наличие органического

вещества приводит к восстановлению железа.

Кислотность-щелочность. Кислотность или

щелочность обстановки осадконакопления яв-

ляется важным фактором при определении

того, будут лн выпадать в осадок определен-

ные минералы. В обстановке с сильно повы-

шенной кислотностью, например, карбонаты

не будут отлагаться. Поэтому отложение

кальцита свидетельствует о том, что значе-

ния рН не ниже 7,8 (см. рис. 11-27).

По-видимому, недостаточно просто отли-

чать кислую обстановку от щелочной. Крам-

бейн и Гаррелс [96] выделили три обстановки

по их кислотности: наиболее кислую (рН<

<7,0), близкую к нейтральной (рН=7,0—7,8) и щелочную (рН>

>7,8). Теодорович [38] на основе рН выделяет шесть различных об-

становок (фаций): резкощелочную — щелочные озера (рН>9), щелоч-

ную (рН=8—9), слабощелочную (рН=7,2—8), нейтральную (рН=

= 6,6—7,2), слабокислую (рН = 5,5—6,6) и кислую — болота (рН =

= 2,1—5,5).

Для определения щелочности или кислотности древних обстановок

осадконакопления используются в основном минералогические крите-

рии. Как отмечалось выше, в кислых условиях карбонаты растворяются.

а Воднвя поверхность

б Водная поверхность

Рис. 15-4. Связь меж-

ду окнслительно-восстано-

внтельной границей и по-

верхностью осадок-вода.

а — поверхность нулевого Eh

(/) выше поверхности осадко-

накопления (Ί) — обнлне HjS Я

отсутствие кислорода: б — по-

верхность нулевого EH совпа-

дает с поверхностью осадкона-

коплення: β — поверхность ну-

левого Eh ннже поверхности

осадконакопления — обнлне кис-

лорода и отсутствие HjS

675-

Крамбейн и Гаррелс рассматривают рН, равное 7,8 (для морской во<

ды), как «известняковый барьер». При этом и более высоких зиаче

ниях рН свободно осаждается кальцит; он становится акцессорным %-

чуть менее щелочной среде, и его выпадение полностью прекращается!

если рН падает ниже 7. С другой стороны, кремнезем имеет тенденцию

растворяться в щелочных условиях и осаждаться в кислой среде. Οτι

ложение в больших масштабах кремней свидетельствует о более кис^

лых условиях, чем те, в которых выпадает кальцит. Соотношение меж^

ду растворимостью кремнезема, карбонатов кальция и рН рассмотрен^

Корренсом [41].

Как отмечалось Эдвардсом и Бейкером [57], широкое распростра!

нение марказита в ассоциации с углем резко контрастирует с pacnpoj

странением пирита в морских глинах и глинистых сланцах. Предпола!

гается, что это различие связано с рН. Болота, в котрых образуется

уголь, являются сильнокнслыми, а морская обстановка — нейтральной^

или умеренно щелочной. Поэтому форма сульфидов железа является,

еще одним средством отличать кислую обстановку от щелочной, При·*

сутствие марказита в морских формациях указывает на то, что повы-|

шение кислотности происходило после осадконакопления.

В дополнение к карбонатам, кремнезему и формам сульфидов жеЗ

леза, которые чувствительны к рН, считается, что для образовании каотЗ

лина требуются кислые условия, тогда как щелочная обстановка спо-!

собствует образованию монтмориллонита [125].

Более прямая попытка определения рН обстановки осадкоиакоп-i

ления древних пород была предпринята Шукри [164], который полагал,]

что рН водного экстракта из глинистых сланцев существенно не отли-'

чается от рН тех вод, в которых когда-то отлагались эти глины. Однака

Эмери н Риттенберг [58] отмечали, что связанная в глинах вода долж-

на иметь несколько более высокое рН, чем воды бассейна, в котором

эти глины отлагались.

Соленость. Соленость вод — это, по существу масса растворенных

твердых солей, выраженная в процентах. Нормальная морская вода со-

держит около 3,5 вес. % растворенных материалов. Из технических со-

ображений соленость морской воды, а также других рассолов выража-

ется хлорностыо, приближенно определяемой по содержанию хлора в

тысячных долях (в граммах на 1 кг жидкости). Хлорность нормальной

морской воды составляет около 19,4.

Воды древних бассейнов характеризовались различной соленостью—

от пресных до сверхсолеиых. Наиболее надежным показателем солено-

сти является фауна. Различные типы фауны могут быть описаны как

пресноводные, солоноватоводные н соответствующие водам нормальной

солености. Экологические исследования современной фауны, в особен-

ности форамнниферовых ассоциаций, дают нам надежный ключ к ин-

терпретации недалекого прошлого (третичного времени). Биологиче-

ские критерии для более древних эпох менее достоверны.

В случае солености, превышающей нормальную, особеннно в усло-

виях сверхсоленых вод, фауна и флора встречаются редко или же сов-

сем исчезают. Свидетельство сверхсоленых условий — минеральные со-

ли. Наиболее распространены сульфаты, гипс н ангидрид; еще большая

соленость приводит к осаждению галнта. Калиевые соли выпадают в

осадок только из рассолов максимальной концентрации.

Наибольшие трудности возникают в том случае, когда соленость

превышает нормальные для морской воды значения, но еще недоста-

точна для выпадения сульфатов или хлоридов. Для таких вод cjiuecr-

<676

вует термин «penesaline». Осадки, образующиеся в таких водах,

обычно не содержат фауны. Существует мнение, что для этих вод ха-

рактерными осадками являются эвапоритовые карбонаты [166]. Такие

карбонаты представлены в основном оолитовыми известняками и тон-

кослоистыми доломитами, которые интерпретируются как первичные-

Отпечатки соляных кристаллов при отсутствии непосредственно

соляных отложений указывают на то, что соленость по меньшей мере

временами превышала нормальную. Соляные кристаллы могут образо-

вываться во временно затопляемых мелководных районах, даже в регио-

нах со значительным количеством осадков, и необязательно должны рас-

сматриваться как свидетельство преобладания аридных условий.

В определенной степени для установления различия между морски-

ми и пресными водами, т. е. в известном смысле для определения со-

лености, используются редкие элементы. В частности, имело успех ис-

пользование при этом бора. Обычно морские глины содержат большее

количество бора, чем глины, отлагавшейся в пресноводных условиях

[142]. Использование геохимических критериев при распознании мор-

ских и пресноводных осадков обобщено Кейтом и Дегенсом [89].

С этой же целью использовался и изотопный анализ. В работе

Лауэнстама [109] большое внимание уделено связи изотопного состава

раковин как с соленостью, так и с температурой.

Температура. Важным параметром обстановки осадконакопления

является температура. Температура влияет на растворимость многих

минералов и газов и поэтому оказывает большое влияние ва химиче-

ское осаждение. Определенные минеральные соли могут выпадать в

осадок зимой, но растворяться летом. При низких температурах раст-

воримость СОг сильно возрастает, поэтому растворение карбоната (и

бикарбоната) кальция в холодных водах усиливается и, наоборот, по-

вышение температуры приводит к осаждению этих солей. Температура

оказывает также влияние иа состав смешанных кристаллов и твердых

растворов. Карбонат раковнн при низких температурах обогащается

MgO [39]; низкотемпературные аутнгенные плагиоклазы представле-

ны почти чистым альбитом, тогда как, образуясь при более высоких

температурах, они содержат больше извести. Влияние температуры на

вязкость воды, хотя его и легко оценить, по-видимому, не имеет геоло-

гического значения. Однако, если температура падает ниже точки замер-

зания, влияние ее на воду огромно. Отложения глетчеров и ледников

образуются только при весьма низких температурах.

Критерии для определения температур прошлого (или лалеотемпе-

ратур) могут быть геологическими, минералогическими и экологически-

ми. Геологическое свидетельство ледниковых температур — тиллиты и

пеллоднты. Критерии для распознавания тиллитов и основные призна-

ки пеллодитов (ленточных глнн, отложенных в ледниковых озерах) бы-

ли рассмотрены выше. Уверенная идентификация этих осадков являет-

ся нелегким делом. Тиллиты легко спутать с весьма похожими на

них тиллоидамн; единственным же определенным критерием отложе-

ний ледниковых озер являются валуны, перенесенные айсбергами, од-

нако поскольку известны и другие агенты, способные перемещать ва-

луны, то и этот признак неоднозначен.

Минералогические или химические критерии оценки температуры

четко не сформулированы и не полностью изолированы от других кли-

матических факторов. Красную окраску многих пород и, следователь-

но, красную пигментацию многих осадков, по-видимому, можно корре-

лировать с географической широтой, а следовательно, и с температурой.

677-

Красная пигментация в связи с сильным окислением характерна для

многих почв в низких широтах; >почвы в более высоких широтах не

имеют такой окраски. По-видимому, цвет связан со степенью окисления

гумуса в почве. Гумус препятствует окислению железа, его деструкция

делает окисление возможным.

Хотя состав определенных твердых растворов —функция темпера-

туры, использовании его в качестве геологического термометра ие име-

ло успеха при попытках установить различие между высокими и низ-

кими значениями температуры в ограниченном интервале температур,

преобладающих на поверхности Земли. Предполагается, что стабиль-

ность некоторых гидратов контролируется температурой. При относи-

тельно повышенных температурах отлагает-

ся скорее ангидрит, чем гипс.

В последнее время предпринимаются по-

пытки измерять палеотемпературы путем

фракционирования изотопов

O и

O при

температурном контроле. Поскольку экспери-

ментально и теоретически можно доказать,

что соотношение этих изотопов зависят от

температуры, определим, при какой темпера-

туре образовался тот или иной минерал, если

на это соотношение не влияли постседимен-

тационные изменения нли замещения. Неко-

торый успех был достигнут при определении

температур образования раковин некоторых

белемнитов и других ископаемых [183, 61]

(см. также рис. 15-5).

В качестве свидетельств палеотемпера-

тур использовались также фауна и флора.

Весьма вероятно, что по меньшей мере для

третичных отложений можно установить за-

метное различие между фауной теплых и хо-

лодных вод. В частности, для установления

палеотемператур можно использовать фора-

миниферы [13], хотя при этом следует уделять большое внимание во-

просам отличия поверхностных форм от донных, а также эндемичных

(местных) форм от транспортированных [59]. Определение темпе-

ратуры на основании биологических критериев в древних формациях

затруднительно, кроме того, во всех случаях биос в большей степени

подвержен влиянию экологических факторов, чем температуры. Эти

осложнения весьма затрудняют интерпретацию.

Общая оценка и итоги

Из вышеприведенного обзора параметров обстановки осадконакоп-

ления и оценки критериев, применяемых для установления этих пара-

метров, следует, что используемые признаки структурные, минера-

логические, текстурные или биологические, как правило, не дают од-

нозначного ответа.

Следует иметь в виду два момента. Во-первых, некоторые парамет-

ры—физические, химические и биологические —не являются полностью

независимыми. До некоторой степени они взаимозависимы. Это в осо-

бенности относится к биосу. Фауна н флора очень чувствительны к та-

ким факторам, как турбулентность, глубина моря, соленость- и темпе-

ратура. Органический мир, в свою очередь, может влиять на турбулент-

678-

t,*c

-35

•

. . .

-I

-3

-2-10 1 2

tf ("о ),%„

Рнс. 15-5. Зависимость кон-

центрации изотопов

O от

температуры; результаты,

полученные при нагревании

образцов карбоната каль-

ция. По [61]

ность (тормозящий эффект), изменять Eh и рН (в особенности Eh) и

способствовать эвтрофнкации*. что приводит к преобразованию харак-

тера самого животного и растительного мнра. Даже физические и хи-

мические параметры могут влиять друг на друга. Соленость в случае

ее расслоения, например, когда слой пресной воды !покрывает слой со-

леной воды, может привести к возникновению восстановительных ус-

ловий на глубине. Высокая турбулентность несовместима с низким Eh

и т. д. Более того, накопление осадков может изменить глубину, а это,

в свою очередь, может привести к изменению силы, направления и тур-

булентности течения. Таким образом, существует то, что принято на-

зывать обратной связью. Короче говоря, под влиянием внутрен-

них и внешних факторов параметры обстановки осадконакопления со

временем могут меняться.

Второе обстоятельство, которое мы должны иметь в виду, заклю-

чается в том, что с помощью этих параметров нельзя точно идентифи-

цировать обстановку осадконакопления. За исключением некоторых,

весьма ограниченных зон, параметры в пределах той или иной обста-

новки осадконакопления, например в условиях приливной равнины или

в пределах большого озера, могут меняться в очень широких пределах.

Даже в том случае, если температура, соленость, рН и Eh носят спе-

цифический характер, нельзя быть уверенным в том, имеешь ли дело с

эстуарием, внутренним морем, лагуной или другим комплексом условий

оснадконакопления. Некоторые озера бывают очень солеными, другие —

пресными. В некоторых лагунах вода солоноватая, в других — мы встре-

чаемся с рассолами. Некоторые из них хорошо аэрированы, в других

господствуют восстановительные условия- Следовательно, если даже

нам удастся оценить все параметры, результат будет не очень значи-

тельным. Поэтому мы должны искать какие-то другие критерии, спо-

собные более точно охарактеризовать обстановку осадконакопления.

Очевидно, нам требуется какой-то новый подход к анализу обста-

новки осадконакопления, поскольку структуры, текстуры и минерало-

гический состав как критерии не заслуживают особого доверия. Даже

ископаемые органические формы могут оказаться перенесенными и,

следовательно, вводящими в заблуждение. Наиболее плодотворным под-

ходом является использование вертикальных разрезов и изучение гео-

метрии осадочных тел. Этот подход к проблеме анализа обстановки

осадконакопления означает возврат к полевым исследованиям и мень-

шую зависимость от результатов лабораторного анализа образцов. Он

требует проведения тщательных замеров, изучения стратиграфических

разрезов и картирования осадочных тел. Этот подход мы рассмотрим

в следующем разделе данной главы.

Классификация обстановок осадконакопления

Попытки классифицировать специфические зоны седиментации

предпринимались неоднократно. Более или менее традиционный подход

к этому вопросу проявил Бэррел [14], который подразделил осадки на

континентальные, литоральные (прибрежные) и морские. Каждую из

этих главных зои он подразделил на более мелкие подзоны·. Другие

исследователи пытались выделить или определить такие зоны, которые

соответствуют и дают объяснение крупным, генетически родственным

ассоциациям осадков, таким, как, например, флиш и моласса, неодно-

кратно повторяющимся в геологической летописн. Географо-геоморфо-

* Процесс, в результате которого воды обогащаются питательными веществами —

Прим. пере в.

679-

логическая классификация Бэррела, модифицированная Твенхофелом

[182], ие только не преследует эти цели, но и не раскрывает корреля-,

циоиных связей между наблюдаемыми петрологическими типами пород

и обстановкой осадконакопления. Более поздние попытки классифика-

ции зон осадконакопления основывались на различных принципах. Tep-

сье [177], например, считал, что существовали более естественные кате-

гории, некоторые из которых включают как морские, так и иеморские

условия осадконакопления, как глубоководные, так и мелководные зо-

ны. Среди прочих исследований, направленных на выделение зон осад-

конакопления, следует отметить работу Викса [191], который разрабо-

тал классификацию, основанную главным образом на строении (архи-

тектуре) бассейна седиментации. Это, собственно говоря, не строгая

классификация, а схема, хотя и весьма вероятно, что между характе-

ром осадочных отложений и типом бассейна, в котором они отлагались,

существует определенная связь.

Совершенно очевидно, что мы сталкиваемся здесь с двумя пробле-

мами, неправильная постановка которых привела к весьма запутанно-

му положению. Первая проблема — это проблема конкретных локаль-

ных условий, определяющих характер одного определенного пласта или

пачки пластов; вторая проблема затрагивает крупные осадочные комп-

лексы, а также характер и тектонику крупных бассейнов, в которых на-

капливались эти толщи.

Вопрос о классификациях услознй осадконакопления рассмотрен

в очень немногих работах и при этом формально [182, 160, 52] Боль-

шинство принятых классификаций представляют собой дальнейшее раз-

витие классификации Бэррела; понятия, которые в них используются для

выделения различных типов обстановок, ни в коем случае нельзя приз-

нать четкими. Важное исключение составляют немногочисленные ра-

боты, в которых сделана попытка проанализировать проблему доста-

точно глубоко, чтобы достичь ее решения [42, 97, 105, 103, 107].

Даже в том случае, если мы берем за основу понятие о локальной

обстановке осадконакопления, как о комплексе физических, химических

и биологических условий, соответствующих геоморфологическому эле-

менту определенных размеров и формы, мы все равно сталкиваемся с

рядом проблем прн классификации. Мы не стремимся смешать в нашей

номенклатуре понятия, связанные с местом и средой осадконакопле-

иия, процессом или агентом и даже с характером отложенного материа-

ла. Мы отличаем, например, морские условия от неморских, тем самым

затрагивая среду, или же мы говорим о коралловых рифах или устрич-

ных банках, т. е. употребляем терминологию, отражающую характер

отложенного материала. Когда же мы говорим о ледниковой или эоло-

вой обстановке, мы подразумеваем не что иное, как агент осадконакоп-

леиия. Даже в том случае, когда мы тщательно стремимся придержи-

ваться строгого геологического понятия обстановки осадконакопления.

мы сталкиваемся с трудностями. Дельтовая обстановка в действитель-

ности объединяет сложный комплекс различных обстановок, включая

русла дельтовых рукавов, намывные валы, межрукавиые марши, лагу-

ны и озера, отшпуровавшиеся петли меандр пли старицы, а также раз-

личные субаквальные обстановки, связанные с дельтой. Таким образом,

нам нужна классификация достаточно общая и достаточно гибкая для

того, чтобы вместить все субобстановкн второго порядка. Эта класси-

фикация должна включать в себя категории, которые по своему содер-

жанию были бы как-то связаны с локальными стратиграфическими раз-

резами. Каждая главная категория должна коррелироватьси с конкрет-

<680

ным седиментационным процессом, который, в свою очередь, связан с

конкретным стратиграфическим мотивом, т. е. с последовательностью

напластования. Вероятно, создание такой всеобъемлющей классифика-

ции в настоящее время неосуществимо, поскольку не ясно, сколько су-

ществует моделей осадконакопления. Определение и анализ понятия

модели мы должны рассмотреть в настоящей главе.

Классификация, которую мы предлагаем, по вышеизложенным со-

ображениям представляет собой компромисс между идеальной класси-

фикацией, подразделения которой можно было бы коррелировать с

изучаемыми стратиграфическими разрезами, и подразделениями, выби-

раемыми интуитивно. Некоторые ее категории, как показывают резуль-

таты произведенных полевых наблюдений, соответствуют таким циклам

осадконакопления или осадочным комплексам; идентификация других

категорий пока еще не доказана (табл. 15-3).

Различные обстановки связаны постепенными переходами; грани-

цы между ними не могут быть резкими. Аллювиальный конус выноса

постепенно переходит в разветвленную реку; озеро илн лагуна — в за-

болоченный марш. Более того, одни обстановки тесно связаны одна с

другой; другие — нет. Аллювиальная обстановка объединяет такие тес-

но связанные между собой зоны, как аллювиальные конусы выноса,

поймы с разветвленными нли меандрирующими реками и дельтовые

окончания рек. Однако между турбидитовым бассейном и плайевым

(пересыхающим) озером мало общего.

Поэтому мы старались в нашей классификации сгруппировать раз-

личные обстановки в более крупные категории, которые отражают их

взаимосвязь. Так, мы выделяем аллювиальные обстановки, объединяю-

щие несколько тесно взаимосвязанных обстановок, каждой из которых

предположительно соответствует характерная вертикальная последо-

вательность отложений. Другая группа обстановок характеризует приб-

режную зону, которая может быть шодразделеиа на две взаимосвязан-

ные группы осадков, а именно: кластические прибрежные отложения,

объединяющие осадки приливной равнины, лагун и лагунных маршей,

а также береговые бары и карбонатные прибрежные отложения, к ко-

торым относятся карбонаты приливной равнины, лагун и барьерные ри-

фы. К третьей крупной категории относятся морские отложения, включая

осадки как мелководных, так и более глубоководных морских бассей-

нов (к последним мы относим как кластические, так и карбонатные

турбидиты). По-видимому, необходимо выделение еще двух категорий.

К одной относятся внутренние бассейны, которые в гумидных условиях

представлены пресноводными озерами, а в аридных — солеными озе-

рами, солончаками, возможно пересыхающими плайевыми озерами н

даже дюнными полями. Другая категория, ие связанная с первой, ха-

рактеризует ледниковые обстановки, включая как континентальные

так и, возможно играющие более важную роль, морские ледниковые

условия. Мы отдаем себе отчет в том, что в нашей классификации в

основу выделении некоторых категорий положены разнородные поня-

тия: климат, состав, транспортирующий агент, а также геоморфологи-

ческая общность. Эта в некотором отношении нелогичная система тем

не менее геологически осмыслена, поскольку каждая выделенная об-

становка осадконакопления оставляет свою легко распознаваемую

«визитную карточку» в виде характерного стратиграфического разреза.

Таким образом, мы дали определение одиннадцати, а если рассмат-

ривать в качестве самостоятельных категорий карбонаты приливной

равнины, барьерные рифы и карбонаты турбидитовых бассейнов, то че-

681-