Прошляков Б.К., Кузнецов В.Г. Литология

Подождите немного. Документ загружается.

II. В большинстве фациальных зон мирового океана, по

крайней мере шельфовых, континентального склона и подно-

жий, литогенез одновременно является морфогенезом, т. е. по-

верхность осадков не плоская и выровненная, а достаточно

расчлененная с многочисленными эрозионными (каньоны и

т. д.) и аккумулятивными (рифы, контуриты, подводные ко-

нуса выноса) формами.

Идея о взаимосвязи рельефа и осадкообразующих процес-

сов получила в последние годы глубокое и плодотворное раз-

витие как отдельный раздел науки — литодинамика. Было изу-

чено влияние рельефа, гидродинамических процессов, климата

и ряда других факторов на состав и характер осадков и обра-

зующихся при этом форм рельефа. Последние часто специ-

фичны для отдельных фаций, что, во-первых, позволяет ис-

пользовать морфологию осадочных тел, как одно из дополни-

тельных средств фациального анализа, и, во-вторых, показы-

вает, что применение мощностей для палеотектонических по-

строений в наиболее распространенном варианте, когда кровля

отложений считается плоской, а их мощность равной величине

прогибания, в общем виде не правомерно.

III. Во многих субаквальных зонах, как мелководных, так

и глубоководных, имеются участки отсутствия отложений или

даже их размыва. Другими словами, перерывы в осадконакоп-

лении часто обусловлены фациальными условиями в водном

бассейне, а не регрессиями и осушениями. Поэтому использо-

вание перерывов для палеотектонического анализа должно пред-

варяться и контролироваться фациальным анализом этих пе-

рерывов.

Полезные ископаемые морских отложений чрезвычайно

разнообразны и имеют большое экономическое значение. В них

разрабатываются железорудные и марганцевые месторождения

различных генетических типов, стратиформные месторожде-

ния меди, свинца, цинка и многих других, в том числе редких,

радиоактивных и благородных металлов, бокситы, различные

россыпи. С морскими толщами связаны богатейшие месторож-

дения горно-химического сырья — фосфоритов, солей, в том

числе калийных, серы, горючих сланцев, нефти и газа. Многие

виды морских отложений (известняки, доломиты, трепела и

опоки, пески и песчаники и др.) сами являются важными ви-

дами сырья для строительной, стекольной, металлургической,

химической и других отраслей промышленности.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите основные типы океанического седиментогенеза и их осо-

бенности.

2. Охарактеризуйте нриконтинентальные фации пассивных континенталь-

ных окраин.

231

3. Охарактеризуйте приконтинентальные фации активных континенталь-

ных окраин.

4. Охарактеризуйте пелагические фации.

5. Чем отличаются обстановки морей аномальной солености?

6. Каковы основные типы фациальной зональности океанов?

Глава 15

ФАЦИИ, ПЕРЕХОДНЫЕ ОТ КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ

К МОРСКИМ

Располагаясь в прибрежных частях морей н океанов, охва-

тывая прилегающие к часто меняющейся во времени береговой

линии участки суши и водоемов, эти фации характеризуются

чрезвычайной пестротой, частой изменчивостью во времени и

пространстве, сочетанием условий морских и континентальных

обстановок. В группу этих фаций следует прежде всего отне-

сти комплекс обстановок, называемых прибрежно-морскими,

которые часто рассматриваются в составе морских фаций. Не-

сколько особую и своеобразную группу прибрежно-морских

фаций образуют обстановки и соответствующие им отложения

изрезанных берегов, где формируются лиманы и лагуны. На-

конец, третий крупный фациальный комплекс этой группы фа-

ций— дельтовые образования.

§ I. ПРИБРЕЖНО-МОРСКИЕ ФАЦИИ

Комплекс прибрежно-морских фаций включает весьма раз-

нообразные обстановки и отложения. Прежде всего сюда от-

носится литораль, т. е. область моря, расположенная между

уровнями самого высокого прилива и самого низкого отлива.

В современных морях разница высот отлива и прилива у бе-

регов достигает 3—6 м, а в некоторых заливах и больше (Пен-

жинский залив Охотского моря до 12,9 м, залив Фанди на Ат-

лантическом побережье Канады до 18 м).

К прибрежно-морским относятся и прилегающие к литорали

мелководные участки морей (сублиторали) где интенсивно

сказывается деятельность прибрежных волнений, прибоя. Во

внутренних морях, где нет приливно-отливных течений и от-

сутствует литоральная область, прибрежно-морские отложения

формируются именно в этой волноприбойной зоне. Прибрежно-

морские фации не ограничиваются только береговой линией,

так как надлитораль или супралитораль, т. е. непосредственно

прилегающие к ней участки суши, находятся под активным

влиянием моря, осадочный материал часто поставляется сюда

232

морем, характер его осаждения определяется активностью во

время сильных штормов (образование береговых валов). Важ-

ное значение имеет наземная переработка прибрежного мате-

риала ветром (образование дюн).

Таким образом, прибрежно-морские фации не имеют четких

ограничений ни с континентальной, ни с морской стороны и

постепенно замещаются соответственно континентальными и

мелководно-морскими образованиями. Ширина ее в каждый

конкретный момент относительно невелика и изменяется от не-

скольких метров у скалистых берегов до нескольких километ-

ров, реже 10—15 км, иногда до 25 км у очень пологих. Однако

в геологических разрезах при последовательном перемещении

береговой линии прибрежно-морские отложения часто зани-

мают значительно большую площадь. Поскольку прибрежно-

морские отложения лучше сохраняются при трансгрессии, они

часто залегают на континентальных или на размытой поверх-

ности подстилающих образований и перекрываются мелковод-

но-морскими отложениями.

Прибрежно-морские обстановки характеризуются сложным

и разнообразным характером и рельефом берегов и, соответ-

ственно, разнообразием и значительной изменчивостью отло-

жений. Берега могут быть крутыми (приглубыми) и пологими

(отмелыми); изрезанными многочисленными бухтами, шхе-

рами и фиордами; выровненными — практически прямолиней-

ными; открытыми в море и изолированными от него остро-

вами, косами, пересыпями; абразионными и аккумулятивными

и т. д. Абразионные берега (крутые, обрывистые, называются

клифом, пологие — бенчем), в ископаемом состоянии встреча-

ются, или по крайней мере достоверно установлены сравни-

тельно редко. Это твердые бугристые поверхности, часто изъ-

еденные различными сверлильщиками, с прирастающими фор-

мами организмов, перекрытые более рыхлыми отложениями.

Больше известны аккумулятивные берега, сложенные оса-

дочными породами. Одна из разновидностей подобных бере-

гов— побережья с выровненным плоским рельефом суши и

прилегающей к ней части дна моря, развивающиеся при зна-

чительной амплитуде приливно-отливных течений. Они хорошо

изучены на побережьях Северного моря, где называются ват-

тами, на берегах Белого, Баренцева, Охотского и других мо-

рей. Ширина ваттов составляет 8—15 км, но иногда доходит

до 20—25 км. Поскольку в этой зоне происходит периодиче-

ское осушение, для нее характерно смешение признаков

наземного и морского режимов, обилие света, высокая подвиж-

ность вод, резкие колебания температуры и солености вод, пе-

риодическое влияние атмосферы. Органический мир здесь оби-

лен, но в соответствии со специфическими условиями своеоб-

разен. Здесь обитают некоторые гастроподы и пелециподы,

233

крабы, чрезвычайно обильны микроорганизмы и различные

илоеды.

Осадки обычно тонкозернистые—переслаивающиеся, плохо

отсортированные мелкозернистые пески, алевриты и глины,

причем слоистость неправильная, пологоволнистая, линзовид-

ная с многочисленными взаимными срезаниями. Осадки часто

интенсивно переработаны биотурбацией. Периодическое дей-

ствие приливов и отливов вызывает наличие перекрещиваю-

щихся знаков ряби течений и отчетливую бимодальность

в распределении их простираний. Установлено, что скорость,

а следовательно и энергия приливного течения ниже, чем те-

чения при отливе. Это ведет к образованию характерных по-

верхностей наслоения, которые срезают косую слоистость под-

стилающих осадков.

Своеобразно и распределение осадков по площади. На наи-

более удаленной от моря и обращенной к суше стороне, куда

достигают только наиболее высокие приливы, формируется по-

лоса соленых озер (маршей), в которых тонкие илистые осадки

чередуются с прослоями торфа и почвами. Седиментация здесь

замедлена, практически нет переработки осадка волнами,

в том числе в связи с закреплением их растениями. Ниже, уже

в пределах покрываемой обычными приливами области, где их

энергия однако очень незначительна, располагаются илистые

осадки, слабо переработанные волнами и организмами, здесь

часто образование водорослевых покровов: седиментация до-

статочно быстрая. Еще ниже протягивается зона песчаных или

алеврито-песчаных осадков, достаточно активно перерабатыва-

емых волнами и организмами.

По своей тонкозернистой структуре осадки этих зон напо-

минают некоторые морские тонкозернистые отложения обла-

стей со спокойной гидродинамикой. Принципиальные отличия

заключаются в разнообразии текстур, отмечающих постоянное

и разнонаправленное движение воды, а также обильной био-

турбации. Вся плоская равнина берегов перерезана многочис-

ленными каналами — приливными желобами, по которым про-

исходит сток вод при отливе, сами каналы нередко заполня-

ются песчаными осадками. Здесь же нередко формируются

различные аккумулятивные, обусловленные приливными тече-

ниями, гряды.

Таким образом, на приливно-отливных равнинах формиру-

ется как бы обратный общей схеме осадочной дифференциа-

ции фациальный профиль — от суши к морю зернистость в це-

лом увеличивается. Однако это нарушение лишь кажущееся,

так как обломочный материал поставляет не суша, а море и

гидродинамика, обусловленная приливно-отливными течениями

ослабевает от моря к суше, что и обусловливает указанное

распределение материала. В трансгрессивных сериях при про-

234

движении приливно-отливных низин на сушу зернистость

в разрезе этих фациальных зон возрастает к верху, при от-

ступлении картина меняется.

В тропических и субтропических гумидных зонах приливно-

отливные фации нередко сложены карбонатными осадками

(породами). В этом случае при сохранении общих черт (тек-

стуры, морфологии) имеются и важные особенности. Вместо

обломочных зерен здесь широко развиты карбонатные пел-

леты, оолиты и органогенный детрит, другие виды карбонат-

ных обломков (интракласты), а также микрозернистые осадки

(микриты). В субаэральных условиях при частой смене геохи-

мических обстановок (по температуре, солености, величине рН

и пр.) происходит очень быстрая литификация осадка, часто

за счет высокомагнезиального кальцита и арагонита; его дроб-

ление при обезвоживании, механическом воздействии ведет

к появлению трещин усыхания, брекчиевидности и т. д. Весьма

широко развиты водорослевые покровы, образующие распро-

страненные по площади и достаточно мощные маты. В карбо-

натных отложениях приливно-отливных равнин отмечаются

нередко специфические пустоты. Одни из них связаны с не-

равномерным нарастанием водорослевых корочек, другие —

с разложением органического вещества, которое ведет к обра-

зованию газовых пузырьков, сохраняющихся однако в осадке

и не выходящих из него. Те и другие имеют обычно субгори-

зонтальное, реже вертикальное расположение. Многие из этих

пустот позднее заполнялись крупнокристаллическим кальци-

том, образуя так называемую структуру «птичьего глаза» или

глазковую, когда в однородной, чаще всего микрозернистой

основной массе выделяются отдельные крупные кристаллы.

Своеобразная фация надприливной полосы отмечается

в аридной зоне вдоль сухих пустынных побережий. Она изу-

чена сравнительно недавно и получила название сабкха, или

себкха (sabkha, sebkha). Это прибрежная равнина, залегаю-

щая выше уровня нормального прилива, но покрываемая ино-

гда морем при наиболее высоких приливах и штормах. Ее

осадки состоят из песка, алеврита или глины, покрытых на по-

верхности сульфатно-солевой коркой. Обломочный материал

поступает как из прилегающих участков моря и часто карбо-

натный по составу, так и с суши, откуда преимущественно

приносится ветром.

Сульфаты и соль образуются в результате испарения мор-

ской воды, поступающей сюда из-за капиллярного подтягива-

ния и при периодических морских наводнениях.

Многие участки поверхности, особенно часто заливаемые

водой, покрыты водорослевыми матами. Состав и строение

этих фаций хороню изучены на побережьях Персидского за-

лива, залива Шарк в Австралии, а также в ряде других рай-

235

Рис. 76. Себкховые фации нижнего кембрия юга Сибирской платформы.

а — полигональная система трещин усыхания на ноздреватой поверхности напласто-

вания супралиторальных микрозернистых доломитов (Верхневолючанское месторожде-

ние. скв. 627, интервал 1637—163S м. Диаметр керна 5 см); б — микрофотография вер-

тикального сечения трещины усыхания в мнкрозернистом доломите (темное), запол-

ненные ангидритом (светлое). На границе — тонкий глинистый прослой, фиксирующий

субаэральные условия (Верхневнлючанское месторождение, скв. 631, интервал 1710 -

1720 м. Николь 1)

онов. Обломочный материал представлен пластическими и

карбонатными песками, часты тонкослоистые и водорослевые

доломиты, из эвапоритов присутствуют гипс, ангидрит, в мо-

лодых отложениях — арагонит, реже каменная соль. Сульфаты

находятся в виде ноздреватых и нодулярных образований, про-

жилков, чаще секущих, крупных, прорастающих кристаллов.

Часты трещины усыхания, нередко заполненные ангидритом из

покрывающих отложений (рис. 76), деформации за счет вто-

ричного минералообразования и других причин, брекчирова-

ние и другие подобные текстуры. Фации приливно-отливных

равнин (тайдалиты), ровно как и фации себкх, служат весьма

тонким индикатором границы суши и моря при палеогеогра-

фических исследованиях.

Наиболее типичное и широко распространенное аккумуля-

тивное прибрежное песчаное образование — пляж, образую-

щийся в результате переработки прибоем обломочного мате-

риала. В зависимости от крутизны берега, пляж сложен галь-

кой, гравием или, в подавляющем большинстве случаев, пе-

ском. В целом, в отличие от приливно-отливной зоны, где до-

минируют направленные течения, здесь преобладают волнооб-

236

разные движения. В связи с многократным перемывом отло-

жения характеризуются хорошей сортировкой и окатанностыо

обломков.

Периодические сильные штормовые волнения формируют

на некотором удалении от берега морфологически выражен-

ные береговые валы или целую систему таких валов. Эти об-

разования, несмотря на их подвижность, эфемерность, могут

сохраняться и в ископаемом состоянии. Формирование подоб-

ных валов ведет к появлению разнообразных косослоистых

текстур — клиновидных, перекрестных. Обычна также горизон-

тальная, пологоволнистая и линзовидная слоистость. Текстуры

на поверхности слоев также достаточно разнообразны — знаки

ряби, струйчатые желобки, отпечатки следов птиц, наземных

животных и т. д. Органические остатки в пляжевых отложе-

ниях обычно присутствуют в виде обломков морских раковин,

часто сильно перетертых и окатанных. Кроме того, встреча-

ются перебитые остатки наземной растительности и наземных

позвоночных.

При удалении от береговой линии в сторону суши образо-

ванные морем пляжевые пески начинают перерабатываться

ветром и образуются дюны с текстурными и структурными

особенностями, характерными уже для эоловых образований.

Однако тесная связь их с морскими отложениями, формирова-

ние из образованного морем осадочного материала, нередкое

перекрытие мелководно-морскими осадками позволяет рассмат-

ривать их обычно в группе прибрежно-морских фаций.

Перекрытые морем прибрежно-морские осадки непосред-

ственно у береговой линии практически не отличаются от пля-

жевых, но при удалении от нее становятся более тонкими.

В них содержится значительно больше флоры и фауны, причем

приспособившейся к жизни в обстановке интенсивного волне-

ния— крупные ребристые толстостенные пелициподы, зарыва-

ющиеся формы, илоеды и т. д. — нередко в виде целых ра-

ковин.

В случае защищенных от волнения берегов, при значитель-

ной изрезанности их бухтами, заливами, фьордами, прибрежные

отложения представлены главным образом тонкозернистыми,

хуже отсортированными алеврито-глинистыми осадками. Есте-

ственно изменяется здесь и фауна — это тонкостенные пе-

лециподы и гастроподы, как правило эвригалинные, различные

илоеды и т. д.

§ 2. ЛАГУННЫЕ И ЛИМАННЫЕ ФАЦИИ

Кроме берегов, омываемых непосредственно водами моря

или океана, имеются берега лагунного и лиманного типа, где

на некотором расстоянии от них располагается система под-

237

водных или надводных кос, пересыпей, баров, которые спрям-

ляют неровности коренного берега — бухты, заливы, мысы и

т. д. В итоге внутренние коренные берега значительно расчле-

нены, внешние относительно прямолинейны. Формирование та-

ких берегов обусловлено двумя обстоятельствами. Во-первых,

за выступами берега (мысами, внешними изгибами устьев за-

ливов, эстуариев и т. д.) вследствие рефракции уменьшается

энергия продольных вдольбереговых течений и переносимые

ими обломки начинают осаждаться, образуя сначала подвод-

ный, а затем и надводный аккумулятивный вал — косу. Разра-

стаясь, такая коса соединяет оба берега залива или два огра-

ничивающих залив мыса и образуется пересыпь. Во-вторых,

при движении в поперечном к берегу направлении, волны на

каком-то расстоянии от него теряют свою скорость и транс-

портирующую способность; влекомый ими материал отлага-

ется, образуя сначала подводные, а затем выступающие над

уровнем моря аккумулятивные формы — бары.

Косы, пересыпи и бары обычно незначительно возвышаются

над уровнем моря. В сильные штормы волны могут перекаты-

ваться через них, в обычное время на их поверхности появля-

ются эоловые дюнные образования. В разрезе пересыпи и бары

имеют линзовидное строение с плоским основанием и выпук-

лой поверхностью, массивные и косослоистые текстуры (рис.77)

и сложены относительно грубозернистым и хуже сортирован-

ным материалом, нежели осадки открытого моря.

Все эти аккумулятивные образования отделяют от моря

сравнительно узкий, примыкающий к берегу водоем. Послед-

ний либо связан с морем редкими проливами, либо полностью

отчленяется от него и морская вода попадает сюда только при

сильных штормах, когда волны перекатываются через низкие

барьерные острова, или в результате фильтрации через пере-

мычку. Из-за большей или меньшей изоляции эта часть моря

меняет свою соленость и превращается в лагуну. Размеры

вдольбереговых лагун чрезвычайно разнообразны. Наряду

с небольшими в современных условиях известны очень протя-

женные, хотя и относительно узкие лагуны. Так Куршский за-

лив (лагуна) на Балтийском побережье СССР имеет длину

93 км, ширину до 44 км и площадь 1619 км

при максималь-

ной глубине до 6,5 м. Ширина изолирующей эту лагуну Курш-

ской косы изменяется от 0,3 до 3,6 км. Громадная система ла-

гун протягивается вдоль побережья Мексиканского залива, на

расстояние около 1200 км при ширине не более 20—40 км.

Барьерными островами и лагунами за ними ограничены 13 %

современных берегов. Однако, несмотря на часто крупные раз-

меры, время существования лагун обычно небольшое. Либо

они быстро заполняются осадками, либо исчезают перешейки,

и лагуна вновь сменяется морем. В связи с недолговечностью

238

Рис. 77. Паровые песчаники линзовидной формы. Верхний апт, окрестности

г. Кисловодска

самой лагуны характер осадков по площади и в разрезе бы-

стро меняется. Возможны также неоднократные возобновле-

ния лагунных условий примерно в пределах тех же площадей.

Так за хвалынское и новокаспийскос время (Q

III

—Q

) Кара-

Богаз-Гол— залив Каспийского моря (рис. 78) с осадками

каспийскоморского типа четыре раза превращался в резко за-

солоненную лагуну, где осаждались легко растворимые соли.

Современный поверхностный соляной пласт (галит, эпсомит,

астраханит) начал формироваться с 1939 г. и его мощность

достигает в ряде случаев 3,8 м (данные 1958—1959 гг.).

По характеру обстановок и осадков близки к лагунам и

лиманы. Но если лагуны отшнуровываются от моря и обычно

вытянуты вдоль береговой линии, то лиманы образуются при

затоплении морем части речной долины и, как правило, распо-

ложены перпендикулярно по отношению к берегу.

Самая важная специфика лагун — отличная от морской со-

леность. В гумидном климате и при впадении в лагуну рек,

постоянно поставляющих пресную воду, лагуна опресняется,

осаждаются тонкозернистые осадки — глины, алевриты, мелко-

зернистые пески. Осадки отличаются плохой отсортированно-

стью, тонкослоистыми текстурами, часто нарушенными биотур-

бацией и корневой системой растений. Карбонатные отложения

239

Рис. 78. Космический снимок лагуны Кара-Богаз-Гол. Виден ряд стадий

сокращения водного зеркала лагуны.

не характерны и представлены главным образом ракушечни-

ками.

В аридном климате, когда испарение значительно превосхо-

дит приток морских вод, лагуны, напротив, засолоняются и

в них идет осаждение карбонатов и солей. В современных ла-

гунах средней стадии засолонения идет образование доломита

и высокомагнезиального кальцита (лагуна Куронг в Австра-

лии). Классический пример экстрасоленой лагуны — хорошо

известный залив Кара-Богаз-Гол (рис. 79), соленость которого

до перекрытия плотиной составляла 30—32 % и где осаждался

мирабилит, астраханит, эпсомит, галит.

На примере подобных лагун К. Оксениусом были сформу-

лированы основные принципы так называемой баровой гипо-

тезы осаждения солей. Основное положение — садка соли из

насыщенных растворов в полуизолированном водоеме с актив-

ным испарением при постоянном подтоке новых порций мор-

240