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

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 97. Современное распределение беспозвоночных, встречающихся в иско-

паемом состоянии, в зависимости от обстановки и глубины (по Ф. Гек-

келу, 1974 г.).

особей этого вида указывает на специфические условия, когда

мог сохраниться только один вид (или несколько видов), ко-

торый, не встречая конкуренции со стороны других организ-

мов, дал большое число особей. Отклонения от оптимальных

условий могут быть обусловлены самыми разнообразными

причинами. Для морских условий это изменение солености,

температуры, особенности гидродинамики и т. д. Для выясне-

ния конкретных причин необходимо привлекать дополнитель-

ные данные. Если в изучаемых отложениях встречаются ос-

татки только эвригалинных форм, то это связано, видимо, с из-

менениями солености.

Высокая степень подвижности воды в условиях незначи-

тельной глубины приводит к тому, что здесь развиваются

только те организмы, которые приспособились противостоять

переносу водой. При этом формируются банковые ракушняки,

которые в отличие от намытых ракушняков, представляющих

собой танатоценоз, сложены обычно раковинами одного вида,

Pua 98. Современное распределение основных групп беспозвоночных, встре-

чающихся в ископаемом состоянии в зависимости от солености (по Ф. Гек-

келу, 1974 г.).

характеризующегося неподвижным образом жизни на поверх-

ности грунта. Причем раковины толстостенны или грубоскульп-

тированы, нередко прирастающие друг к другу, и не несут сле-

дов переноса и механической сортировки. В современных мо-

рях это устричные и мидиевые банки; в мезозое и кайнозое

банковые ракушняки формировались преимущественно рако-

винами остреид, в палеозое они сложены брахиоподами — пен-

тамеридами и продуктидами, реже двустворчатыми моллюсками

(мегалодонтиды).

Количественный анализ видового состава ископаемых ор-

ганизмов должен быть дополнен детальным исследованием

различных экологических групп организмов (их наличия, ко-

личества, разнообразия, морфологии, размеров и т. д.). Отме-

тим в связи с этим некоторые основные экологические группы

и их значение для фациального анализа.

Наличие ползающих по дну организмов может свидетель-

ствовать об относительно нормальном газовом режиме, т. е.

282

Рис. 99. Современное распределение основных бентосных групп беспозвоноч-

ных, встречающихся в ископаемом состоянии, в зависимости от жесткости

субстрата (по Ф. Геккелу, 1974 г.).

наличии в придонной части бассейна кислорода, которым они

дышат. Многие пелециподы перемещаются по дну, зарывая

в ил ногу. Следовательно, их нахождение свидетельствует

о мягком илистом грунте. Находки унионид будут указывать

на опресненный характер водоема и т. д.

Присутствие зарывающихся организмов свидетельствует об

илистом рыхлом характере грунта. Эти организмы могут жить

на самых различных глубинах и часто даже в обстановке не-

достатка или отсутствия кислорода (лингулиды, леды, солены,

синдесмиа и др.).

Важное фациальное значение имеют различные камене-

точцы или сверлящие организмы. Они известны среди двуствор-

283

чатых и брюхоногих моллюсков, губок, червей, морских ежей

и ракообразных, причем в ископаемом состоянии большинство

сверлильщиков не сохраняется и наблюдаются только следы их

жизнедеятельности в виде норок колбовидной формы с более

узким отверстием. Такая форма углубления позволяет безоши-

бочно определять, что ее образование не связано с абиоген-

ными процессами, хотя очень часто они описываются как следы

дождя.

Находки следов сверления имеют очень важное значение

в фациальном анализе. До сих пор не известны сверлильщики

в озерах и озерных отложениях, поэтому они, видимо, являются

важными показателями моря. Поскольку сверление возможно

только в твердом скальном грунте, то обнаружив эти следы,

можно твердо и однозначно говорить о характере грунта.

Скальный же грунт встречается не часто и только в определен-

ных зонах моря. Одна из них — скальные побережья и по на-

ходкам сверлений можно очень точно фиксировать положение

береговых линий древних бассейнов, а это имеет важное па-

леогеографическое и прикладное значение, позволяет решать и

некоторые тектонические вопросы. Классическим примером

в этом отношении стали колонны древнеримского храма Cepa-

писа около итальянского города Поццуоли, которые в нижней

части источены литофагами. Это свидетельствует о том, что

после постройки территория была погружена под уровень моря,

а затем вновь приподнялась, причем, зная дату постройки,

можно точно замерить амплитуду перемещения.

Кроме береговых скал твердый грунт может обнажаться и

в пределах самих бассейнов на том или ином расстоянии от

берега. Это либо рифовые постройки, либо участки дна с ак-

тивными донными течениями, которые препятствуют осадкона-

коплению и отмечают перерывы в осадконакоплении даже без

вывода данного участка выше уровня моря.

Сверлильщики могут поселяться также на твердых предме-

тах среди относительного рыхлого грунта — на крупных рако-

винах, гальках и т. д. В этом случае можно говорить о мед-

ленном накоплении осадка, который не перекрывал твердые

обломки, или о перерыве в осаждении под действием течений.

Источенность камнеточцами гальки только с одной стороны

свидетельствует о том, что гальки уже твердо зафиксировались

в осадке. Зная размер и форму данного обломка, можно полу-

чить представление о степени подвижности придонных вод. На-

ходки норок на двух сторонах указывает на то, что гальки пе-

риодически переворачивались в результате эпизодических вол-

нений, связанных с бурями, цунами и т. д.

Важное значение среди прикрепляющихся организмов иг-

рают водоросли. Поскольку это фотосинтезирующие организмы,

для жизни им нужен свет, а он не проникает на большие глу-

284

бины. Поэтому донные водоросли — надежные показатели ма-

лых глубин. При средней прозрачности воды синезеленые водо-

росли обитают на глубинах не более 20 м, зеленые — 50, и

только багряные опускаются в ряде случаев до глубины 150 м.

Другое важное обстоятельство, на которое указывают водо-

росли,— это окислительная среда в воде и придонном слое, так

как в процессе фотосинтеза выделяется кислород. Наконец, за-

росли водорослей резко смягчают волнение, способствуя тем

самым улавливанию и осаждению тонких частиц и обитанию

здесь организмов с хрупкими тонкостенными раковинами.

Форма, размеры и скульптура твердых выделений бентон-

ных беспозвоночных меняются под действием различных фак-

торов, определяемых в значительной степени условиями среды.

Например, в обстановке активного волнения или сильных те-

чений все бентонные формы, обитающие на поверхности грунта

(эпифауна), имеют толстые массивные раковины, поскольку их

труднее снести с места и раздробить. Этим же целям служат

различные якорные устройства, прикрепление цементацией, на-

личие грубой скульптуры. Последняя в виде ребер и шипов

сохраняет достаточную жесткость раковины при уменьшении

массы, а также увеличивает степень сцепления ее с грунтом и

препятствует сносу. Для донной фауны, обитающей в спокой-

ной гидродинамической обстановке, все это усиление не нужно,

и она отличается сравнительно меньшими размерами, тонкими

и слабо скульптированными раковинами. Естественно, что ин-

фауна, т. е. зарывающиеся и всверливающиеся организмы,

всегда имеет тонкие, хрупкие раковины, так как защитой слу-

жит сам грунт. Гидродинамика влияет и на форму колоний

колониальных организмов — кораллов, мшанок, губок. В зоне

волнений они имеют уплощенную, стелющуюся, караваеобраз-

ную и лепешковидную формы, в спокойных водах — ветвистую,

кустистую, столбчатую.

На размер и массу раковин влияют температура и соле-

ность воды. В общем виде бореальные организмы или формы,

живущие в холодных глубоких слоях, имеют большие размеры,

чем обитатели теплых морей (известны и исключения из этого

правила, например, моллюски тридактны). Однако при этом

толщина их стенки, т. е. масса извлекаемого из воды карбо-

ната кальция, в последнем случае значительно больше. При

снижении солености бассейна размер раковин одного и того же

вида значительно уменьшается.

Угнетающе действует на фауну и неблагоприятный газовый

режим. В восточной части США в среднем девоне имеется

пласт известняков Талли, залегающий среди черных битуми-

нозных аргиллитов. В этом известняке есть пиритовый прослой,

простирающийся восточнее озера Эри на расстояние более

160 км. Взрослые экземпляры фауны известняка Талли имеют

285

Рис. 100. Распределение следов жизнедеятельности и различных органоген-

ных текстур в отложениях главных обстановок осадконакопления (по

А. Зайлахеру и Ф. Геккелу, 1974 г.).

Обстановки: а—ниже базиса действия волн; б—выше базиса действия волн; в —

сублиторальная; г — приливно-отливная аллювиальная

размеры около 5 см, а в пиритовом прослое не превышают

0,5 см. Это обстоятельство позволяет полагать, что сероводо-

родное заражение было в наддонном слое воды, а не только

в осадке, и сульфиды железы седиментационные, а не диаге-

нетические. Выдержанность прослоя на большой площади под-

тверждает это предположение.

Кроме остатков самих организмов важное значение имеют

и следы их жизнедеятельности, начиная от общей переработки

осадка различными роющими и илоедами (биотурбапия), кон-

чая следами передвижения, питания и т. д. Наличие таких сле-

дов характеризует прежде всего мягкие грунты. Имеется также

определенный батиметрический контроль размещения следов

жизнедеятельности разных типов (рис. 100).

Фациальное значение ископаемых танатоценозов

Входящие в танатоценоз планктонные (диатомеи, радиоля-

рии, некоторые фораминиферы), псевдопланктонные (прикреп-

ляющиеся к плавающим водорослям моллюски, некоторые бра-

286

хиоподы, мшанки) и нектонные (рыбы) организмы не харак-

теризуют непосредственно условия морского дна, но могут

дать указания на солевой режим водоема, иногда его глубину

(например по находкам рыб со светящимися органами).

Ископаемые танатоценозы, сложенные остатками бентон-

ных организмов также характеризуют не среду обитания, а об-

становку захоронения и прежде всего ее гидродинамику. Правда

раковинный материал, как правило, далеко не переносится и

поэтому на основе экологии слагающих танатоценоз остатков

организмов можно с той или иной степенью вероятности вос-

станавливать и среду их обитания — соленость, температуру,

газовый режим и т. д. Естественно, что чем лучше сохранность

органических остатков, тем меньше был перенос и тем более

надежны такие реконструкции.

Для выяснения форм переноса и условий отложения органи-

ческих остатков необходимо исследовать их форму, размеры,

отсортированность и ориентировку, т. е. в какой-то мере про-

грамма изучения подобна той, что применяется при изучении

структуры и текстуры в литологических исследованиях.

Крупные и тяжелые остатки, несущие следы сортировки, сви-

детельствуют о значительной мощности переносившего их те-

чения, в то время как мелкие, легкие и пластинчатые могли

переноситься слабыми движениями воды и откладываться в ус-

ловиях почти полного покоя.

Важные выводы можно получить при наблюдениях над ори-

ентировкой органических остатков. Скелетные образования

планктонных форм после гибели организмов осаждаются на

дно. Если они удлиненной цилиндрической формы (тентаку-

литы, стилиолины, птероподы и т. д.), то в спокойной обста-

новке в природной части водной толщи бассейна располагаются

параллельно слоистости и без всякой ориентировки. При нали-

чии же движений воды остатки этих организмов не просто вер-

тикально оседают на дно, но и на какое-то расстояние перено-

сятся и приобретают определенную ориентировку. Так же ори-

ентируются в обстановке течений и остатки нектона и бентоса.

Например, створки раковин пелеципод, брахиопод, остракод

и других, имеющих вогнуто-выпуклую форму, располагаются

выпуклой стороной вверх. При массовых скоплениях они обра-

зуют так называемые раковинные мостовые. Цилиндрические

и удлиненно-конические скелетные образования ориентируются

длинной стороной по течению. При переносе во взвешенном со-

стоянии узкий конец раковинки располагается против течения,

если же при переносе раковинка соприкасается с грунтом, то

она располагается противоположным образом. Поэтому точное

определение, откуда именно шло течение, лучше контролиро-

вать другими независимыми данными, например, направлением

падения косых слойков.

287

При наличии каких-нибудь местных препятствий — выступов

рельефа дна, других раковинок и т. д. образуются заторы, где

удлиненных скелетных остатков больше и они ориентируются

перпендикулярно к потоку. Поэтому на розах-диаграммах ча-

сто образуются два взаимноперпендикулярных максимума, из

которых более частый ориентирован продольно потоку. В усло-

виях волнении, в отличие от течения, скелетные остатки часто

не имеют ориентировки, а при интенсивном волнении даже

вбиты друг в друга. В то же время прибитые к берегу они мо-

гут образовывать береговые валы, в которых располагаются бо-

лее или менее параллельно береговой линии, причем распреде-

ление суженных концов раковин в ту и другую сторону при-

мерно одинаковое. Это может указать на положение древней

береговой линии бассейна.

О значении спокойной обстановки седиментации для форми-

рования нефтематеринских отложений говорилось ранее. Тут

можно добавить еще одно важное обстоятельство. Источником

значительного количества органического вещества в большин-

стве случаев (за исключением более редких образований его

за счет зарослей высшей водной растительности типа горю-

чих сланцев зоны Perisphinctes panderi Поволжья) служит

планктон, преимущественно бесскелетный Поэтому, если ске-

летные остатки имеют отчетливую ориентировку и отмечают

перемещение вод, то можно полагать, что этим движением бес-

скелетные остатки уносились, воды были достаточно аэриро-

ваны и органическое вещество окислялось. Если по скелетным

остаткам планктона можно сделать вывод о спокойной среде

осаждения, то и остатки бесскелетного планктона никуда не

выносились и ,при отсутствии движения вод и слабой аэрации

не окислялись. Таким образом, спокойная обстановка седимен-

тации, фиксируемая тонкой и правильной слоистостью и отсут-

ствием ориентировки у скелетного планктона и нектона, благо-

приятна для сохранения и консервации органического вещества,

т. е. создания своеобразного танатоценоза бесскелетных орга-

низмов.

§4. ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЯ И ФОРМЫ ОСАДОЧНЫХ ТЕЛ

Й ИХ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ С ОКРУЖАЮЩИМИ ОБРАЗОВАНИЯМИ

При реконструкциях условий образования отложений важ-

ное значение имеет исследование строения осадочных тел — ха-

рактера их наслоения, изменение по разрезу и в пространстве

Не рассматривая подробно данного вопроса, отметим, что это обус-

ловлено, главным образом, его неизмеримо большей по сравнению с крупной

фауной биологической продуктивностью за счет быстроты смены поколений.

288

типов и наборов пород, их особенностей и т. д. Например, на-

правленная смена пород в разрезах указывает на изменение

каких-то условий осадкообразования, а неоднократная повто-

ряемость близких наборов — на циклическую повторяемость

соответствующих условий. И если само выделение циклитов ос-

новано прежде всего на изучении объективно существующих

породно-слоевых ассоциаций с применением принципов си-

стемно-структурного подхода, то их образование связано с из-

менением обстановок — фаций. Другими словами седиментаци-

онный циклит — это комплекс фаций, закономерно с определен-

ной направленностью сменяющих друг друга во времени и

неоднократно повторяющихся в разрезе. Положение того или

иного комплекса отложений в седиментационном циклите и его

генетическая связь с подстилающими и покрывающими отло-

жениями помогает в определении их фациальной принадлеж-

ности. Восстановление условий образования с учетом изучения

цикличности получило название фациально-циклического ана-

лиза.

В качестве примера воссоздания фациальных условий фор-

мирования циклически построенных комплексов, рассмотрим

карбонатные в своей основе отложения нижнего кембриия юга

Восточно-Сибирской платформы. В обобщенном виде разрез

циклитов, мощность которых изменяется от 5 до 35 м, можно

представить в следующем виде (рис. 101). В нижней части

располагаются преимущественно микрозернистые и фитоген-

ные доломиты, мергели или доломитистые аргиллиты с волни-

стыми водорослевыми прослойками. Центральные части цикли-

тов сложены преимущественно известняками — органогенными

и вторично перекристаллизованными и доломитизированными

с частыми различными форменными элементами водорослевой

природы (онколиты, комки, сгустки). В верхней части преобла-

дают доломиты микрозернистые, плотные, реже фитогенные, не-

редко сульфатизированные вплоть до появления прослоев ан-

гидрита. В юго-западных частях платформы, где разрезы более

полные, циклит завершается солями. В ряде случаев в кровле

циклита по керну устанавливаются следы размывов.

Можно думать, что закономерное изменение состава пород

и их характера в разрезе циклита отражает определенное из-

менение условий седиментации в течение одного цикла седи-

ментации. Начало осадкообразования происходило, по-види-

мому, в условиях мелководного водоема при интенсивном при-

вносе глинистого материала, т. е. при сравнительно недалеком

расположении низменной суши. В этих условиях при господ-

стве аридного или семиаридного климата наряду с карбона-

тами кальция в существенных количествах осаждались и маг-

ниевые соли, что обусловило значительную доломитность от-

ложений.

10 Заказ № 1133

289

Рис. 101. Схема строения циклита нижнекембрийских отложений юга Сибир-

ской платформы.

/ — известняки органогенно-водорослевые; 2 — доломиты; 3— доломиты ангидрити-

зированные; 4 — доломиты глинистые; 5 — мергели доломитовые; 5 — аргиллиты

В средние этапы циклов вряд ли произошло заметное углуб-

ление водоема, так как здесь так же, как и в основании цик-

литов широко развиты крайне мелководные онколитовые и

строматолитовые разности. Однако развитие трансгрессии при-

вело к установлению широких и свободных связей с Мировым

океаном, что обусловило нормальную соленость и преимущест-

венную садку карбонатов кальция. На завершающем этапе

вновь началось осолонение и осаждение хемогенных доломи-

товых, а иногда и сульфатных осадков. Это могло быть связано

с аридизацией климата, но скорее всего определялось обмеле-

нием, особенно восточнее расположенных районов, что вело

к некоторой изоляции водоема, и как следствие этого — к его

осолонению. При этом в юго-западных районах платформы в бо-

лее погруженных частях бассейна после хемогенного доломито-

образования шла садка солей, а на северо-востоке этому мо-

менту соответствовал перерыв, фиксируемый в кровле циклитов.

Таким образом, генетически цикл трансгрессивно-регрессивный.

Установленное по материалам детального петрографического

изучения керна строение циклитов, в частности изменение в раз-

резе глинистости и реконструкция условий их образования, по-

зволяет в других скважинах и интервалах разреза, не охарак-

теризованных керном, на основе данных геофизических иссле-

дований скважин (ГИС) выделять и прослеживать циклиты

подобного строения и аналогичные по условиям образования,

т. е. привлекать для фациального анализа результаты ГИС.

.290