Селли Р.Ч. Древние обстановки осадконакопления

Подождите немного. Документ загружается.

Фация Делавэр очевидно накапливалась в относительно глубо-

ководных условиях, во всяком случае ниже уровня воздействия

волн и приливно-отливных течений. Черные сланцы скорее всего

отлагались в условиях некомпенсированного бассейна с ограничен-

ной циркуляцией. Хорошо сортированные песчаники интерпрети-

руются как турбидиты (см. гл. X), принесенные из области, нахо-

дящейся за пределами северо-западного шельфа, тогда как скелет-

ные известняки, вероятно, были привнесены под действием тех же

процессов с окраины карбонатного шельфа.

С учетом всего изложенного можно полагать, что пермские

породы западного Техаса являются классическим примером ком-

плекса карбонатного шельфа, склона и продвигающегося бассей-

на, который в конце концов был заполнен эвапоритами.

Интерпретация. То, что пермские карбонатные породы запад-

ного Техаса накапливались в условиях шельфа, склона и бассей-

на, является общепризнанным. После ранней работы П. Кинга,

посвященной стратиграфии пермских пород Техаса, крупное иссле-

дование было выполнено Н. Ньюэлом с соавторами. Упомянутые

исследователи интерпретировали массивную фацию формации Кэ-

питэн как гигантский барьерный риф, протянувшийся на несколь-

ко сотен километров вдоль края шельфа. Последующими более

детальными исследованиями эта интерпретация была, однако, по-

ставлена под сомнение.

Основные факты, касающиеся геометрии этих отложений, бес-

спорны: наличие значительной по размерам обстановки накопле-

ния органогенной карбонатной формации, тянущейся вдоль края

шельфа, продвижение в сторону бассейна по осыпному склону,

сложенному обломками тех же пород; максимальный размах вы-

сот в области осадконакопления (от самой высокой точки шельфа

до дна бассейна) составлял около 700 м.

Предметом дискуссии явился вопрос, был ли край шельфа

барьерным рифом. Ответ на него в какой-то мере зависит не толь-

ко от результатов палеонтологических и петрографических иссле-

дований, но в значительной степени и от определения самого тер-

мина «риф». Тот факт, что массивная фация Кэпитэн содержит

типичную для рифа фауну, разногласий не вызывает (это касается

не только организмов, участвующих в построении рифа, но и тех,

что обеспечивают цементацию материала и целостность каркаса).

Спорным является вопрос, достаточно ли количество рифообра-

зующего осадка (баундстоуна), чтобы можно было говорить о

формировании живого барьера. Общий объем таких пород с тру-

дом поддается определению из-за труднодоступности этой горной

области, а также по причине широкого развития рекристаллиза-

ции, в результате чего бывает трудно различать первичные оса-

дочные текстуры.

В работе Ч. Эчауера наряду с признанием наличия in situ во-

дорослевого биолитита высказывается сомнение в достаточности

экологического потенциала рифообразующих организмов для со-

здания жесткой и устойчивой к волновому воздействию формы

14* 211

рельефа. В этой связи возникает еще один интересный вопрос.

Многие исследователи отмечали, что фация Кэпитэн обнаруживает

признаки субаэральной экспозиции: вадозные пизолиты, много-

угольники высыхания, именуемые «шатровыми структурами», вну-

триформационные каналы и конгломераты и диагенетический це-

мент, подобный тому, что находят в недавно вышедших на днев-

ную поверхность известняках. Р. Данхэм, в работе, посвященной

вадозным пизолитам пермского рифа Кэпитэн, выделил так назы-

ваемые «экологические рифы», представляющие органически свя-

занные образования, в отличие от «стратиграфических рифов»,

устойчивость которых к волновому воздействию обеспечивается

цементацией неорганического происхождения. По его мнению, фор-

мация Кэпитэн принадлежит последнему типу. Представление о

том, что шельф мог оказаться субаэрально экспонированным, раз-

вивал Ф. Мейснер. Хотя рассматриваемые фации в основном ре-

грессивны, поскольку в бассейне Делавэр наблюдается и продви-

жение фаций, там отмечается также и циклическая седиментация.

Ф. Мейснер предположил, что во время трансгрессий карбонатная

седиментация происходила на шельфе при господстве в бассейне

анаэробных условий. Трансгрессии чередовались с регрессивными

понижениями уровня моря, когда происходила субаэральная экс-

позиция и цементация карбонатов краевой зоны шельфа (с обра-

зованием стратиграфических рифов). На шельфе господствовали

континентальные условия, терригенные осадки сносились в на-

правлении центра бассейна по каналам, прорезавшим экспониро-

ванную зону шельфа, и отлагались на дне бассейна в виде турби-

дитов.

Этот механизм, таким образом, предполагает, что массивный

известняк фации Кэпитэн не связан с истинным экологическим

барьерным рифом, хотя периодически мог существовать страти-

графический риф. По-видимому, можно считать общепризнанным,

что массивный известняк Кэпитэн образовался в более глубоко-

водной части бассейна, ниже шельфа, там, где организмы, строя-

щие тонкий известковый каркас, действовали как дефлекторы се-

диментации, образуя ловушки для карбонатного ила. Периодиче-

ское осушение приводило к цементации этих органогенных иловых

построек, которые к началу следующей трансгрессии формировали

стратиграфический риф, литифицированная поверхность которого,

по-видимому, представляла идеальный субстрат для развития ин-

крустирующих и других бентосных организмов. Действительно, как

показали детальные исследования, в массивном известняке Кэпи-

тэн прослеживаются отдельные передовые слои, а бровка края

шельфа на самом деле могла располагаться там, где в настоящее

время находятся косослоистые скелетные зернистые известняки

[110]. Другими словами, северо-западный шельф временами бы-

вал отделен от бассейна Делавэр песками морского мелководья,

а иногда сцементированными карбонатными отложениями барьер-

ных островов, но редко, если это вообще когда-либо имело место,

представлял собой настоящий экологический барьерный риф.

212

Как можно видеть на рис. 117, различные фации пермского

возраста, описанные выше, постоянно мигрировали от шельфа в

сторону бассейна. Об этом ясно свидетельствует факт перекрытия

массивными биолититами наклонно слоистых известняков. Еще бо-

лее поразительным представляется то, что эвапоритовые и крас-

ноцветные фации мигрировали от тыловой части шельфа к цен-

тру бассейна Делавэр, где они образуют мощную серию Окоэн,

как это показано в работе Дж. Хиллза. Нижняя часть этой серии

(формации Кэстайл и Саладо) представлена толщей мощностью

в несколько сотен метров, состоящей из тонкослоистого ангидрита,

полигалита, гипса, галита и сланцев. Последние часто имеют лен-

точную слоистость, смяты, им присущи желваковые включения.

Отдельные пачки сланцев прослеживаются на площади в сотни

квадратных. километров. Эта эвапоритовая фация перекрывается

тонкими красноцветными песчаниками и алевролитами формаций

Растлер и Дьюи-Лейк.

ДЕВОНСКИЕ РИФЫ ЛЕДЮК, КАНАДА:

ОПИСАНИЕ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ

Рифовый комплекс Ледюк дает множество прекрасных приме-

ров второго широко распространенного типа древних рифов —

изолированных. Они развиты по краю сланцевого бассейна Айртон

(девон) в провинции Альберта (рис. 120). Изолированные рифы

приурочены к перегибам склона, располагаются вдоль края шель-

фа и на самом шельфе. Поскольку в 1947 г. здесь были открыты

крупные залежи нефти, значительное число данных было получено

именно при интенсивном бурении. Карбонатные линзы Ледюк ле-

жат на латерально выдержанной толще формации Кукинг-Лейк,

включающей известняки, иногда глинистые, с тонкими прослоями

сланцев. Изредка известняки представлены биокластическими

калькаренитами или биостромами с тонкими, имеющими плохую

выдержанность, биогермами. Кровля формации Кукинг-Лейк пред-

ставляет собой плоскую поверхность, на которой покоятся карбо-

натные постройки формации Ледюк. Верхняя часть отдельных

линзовидиых образований иногда находится на высоте 300 м над

кровлей формации Кукинг-Лейк (например, на участке месторож-

дения Ачесон). Большинство структур Ледюк располагается вдоль

протягивающегося с северо-востока на юго-запад обрыва склона

на восточной окраине сланцевого бассейна Айртон. С ними свя-

заны нефтяные месторождения Ачесон, Ледюк, Бонни-Глэйн и

Римби. Месторождение Рзд-Уотер приурочено к изолированной

постройке на шельфе, расположенной восточнее. Другой архипелаг

рифов, более древних, находится на краю палеоподнятия Пис-

Ривер на северо-западном склоне бассейна Айртон. Петрографиче-

ски большинство карбонатов Ледюк представлены средне- и тон-

козернистыми пористыми кристаллическими доломитами, содержа-

щими мало поддающиеся определению ископаемые. Имеются от-

дельные исключения из этого правила, когда ископаемые сохра-

213.

няют первичные признаки; одно

из таких исключений будет рас-

смотрено более подробно. JIa-

терально линзы карбонатов JIe-

дюк отделены одна от другой

породами формации Дюверней.

Последняя представлена толщей

тонкослоистых темных пиритовых

битуминозных известняков и

сланцев. Известняки в значитель-

ной степени глинистые, лучше

всего развиты в нижней части

формации, содержат фауну —

криноидеи, остракоды и брахио-

поды. В составе фауны известко-

вых сланцев, доминирующих в

верхней части формации Дювер-

ней, спикулы губок, брахиоподы,

остракоды, конодонты и споры

растений.

Карбонатная постройка Гуз-

Ривер — одна из тех, что распо-

ложены на северо-западном

шельфе бассейна Айртон. Она

имеет округлую форму, диаметр

около 12 км с юго-запада на се-

веро-восток и 8 км с юго-востока

на северо-запад и высоту приблизительно 50 м. В целом в этом

объеме горных пород может быть выделено 22 типа пород и 8 фа-

циальных обстановок. Для нашего рассмотрения такое дробное

деление было бы излишним. По существу постройка Гуз-Ривер со-

стоит из краевой фации приблизительно округлой формы в плане,

которая окаймляет центральную фацию, как это представляют

Н. Фишбах и А. Дженик и Дж. Лербекмо.

Краевая фация включает биолититы, калькарениты и кальци-

рудиты. Биолитит состоит в основном из находящихся in situ ко-

лоний строматопороидей — массивных, морфологически напоми-

нающих короткие обрубки ветвей. Калькарениты встречаются в

виде линз, переслаивающихся с биолититами, и выполняют кана-

лы, секущие последние. Они состоят из обломков строматопорои-

дей, мшанок, брахиопод, иглокожих (как криноидных, ведущих

прикрепленный образ жизни, так и эхиноидных). На внутреннем

и внешнем краях маргинальной фации находятся внутриформаци-

онные конгломераты, состоящие из угловатой и окатанной гальки,

заключенной в глинистый матрикс. Галька микритовая с полно-

стью истертыми фрагментарными остатками водорослей, строма-

топороидей, мшанок, криноидей, эхиноид, брахиопод и форамини-

ферами.

214

РИС. 120. Расположение девонских

фаций в южной части пров. Альбер-

та (Канада). По А. Докенику и Дж.

Лербекмо, с разрешения Американ-

ской ассоциации геологов-нефтяни-

ков, модифицировано.

РИС. 121. Разрез основных осадочных фаций и распределение фауны в районе

рифов Гуз-Ривер (верхний девон), пров. Альберта, (Канада). По А. Дженику

и Дж. Лербекмо, с разрешения Американской ассоциации геологов-нефтяникев,

модифицировано.

1 — глинистый кальцилютит, 2 — биолитит, калькаренит и кальцирудит, 3

—

кальцилютит

Краевая фация, представленная, как было показано выше, тре-

мя основными литологическими типами, окружает фацию тонко-

зернистых карбонатов в центре постройки. Эта центральная фация

включает слоистые микриты, микритовые пеллеты и скелетные пе-

ски, а также слои пизолитовых и онколитовых водорослей. Ее био-

та отличается от биоты краевой фации. Макрофауна обычно от-

сутствует, более широко распространены микрофоссилии, куда вхо-

дят фораминиферы, остракоды и кальцисферы (последние, веро-

ятно, являются репродуктивными цистами дазикладацитовых водо-

рослей). Так же, как в краевой фации, присутствуют строматопо-

роидеи, однако они отличаются тонковетвистой морфологией, та-

кой, например, формы, как Amphipora (рис. 121).

Как явствует из особенностей геометрии формации Ледюк, она

состоит из серии так называемых карбонатных достроек. Там, где

интенсивный диагенез уничтожил первичные структуры, доказать,

были ли это первоначально банки или рифы, невозможно. Лишь

там, где первичная структура не подверглась изменениям, может

быть установлено их истинное происхождение.

Формации Ледюк и Дюверней перекрываются сланцами фор-

мации Айртон, локально утончающейся над палеоподнятиями Ле-

215.

дюк. Эта формация мощностью более 200 м состоит из слоистых

пиритовых глинистых доломитов и доломитовых сланцев с тонки-

ми ракушечными прослоями.

Риф Гуз-Ривер интерпретируется в качестве примера девонских

рифов Альберта, хотя он несколько древнее ранее описанных ри-

фов Ледюк и отличается от большинства из них, так как не пред-

ставлен кристаллическим доломитом: здесь сохранились первич-

ные осадочные признаки и фауна.

Краевая строматопороидная биолититовая фация является под-

тверждением того, что линзовидное образование Гуз-Ривер —

истинный риф. Отталкиваясь от этого постулата, нетрудно разо-

браться в происхождении фаций. Кальцирудиты и калькарениты,

связанные с краевым биолититом, по-видимому, обязаны проис-

хождением разрушению рифа под действием волн. Образовавший-

ся в результате этого детрит вымывался через вершинную часть

рифа в лагуну или же мог отлагаться на внешнем осыпном склоне.

Наличие тонкозернистых осадков в центральной части построй-

ки свидетельствует об обстановке с низким энергетическим уров-

нем и условиях, позволявших развиваться ископаемым микроор-

ганизмам и более тонко организованным макрофоссилиям. Лито-

логия, фауна и серединное положение фации свидетельствуют о

ее формировании в лагуне, окруженной почти округлым рифом.

Связь с открытым морем осуществлялась, вероятно, по каналам,

секущим краевую фацию, выполненную скелетными калькарени-

тами.

Сходное, хотя и не столь симметричное, распределение фаций

описано также для постройки Рэд-Уотер на юго-восточном шельфе

бассейна Айртон. В последнем случае вытянутый с северо-запада

на юго-восток дугообразный риф защищал низкоэнергетические

осадки, находящиеся к юго-западу, т. е. здесь мы имеем дело с не-

полностью замкнутой лагуной.

По аналогии с этими двумя рифами можно полагать, что и

другие, в настоящее время рекристаллизованные, постройки свя-

заны происхождением с изолированными рифами, в которых дуго-

образные или округлые атоллоподобные рифовые ядра отделяли

от открытого моря обстановки накопления с низким энергетиче-

ским уровнем.

РИФОВОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ НЕФТИ БУ-ХАСА, АБУ-ДАБИ,

ОБЪЕДИНЕННЫЕ АРАБСКИЕ ЭМИРАТЫ:

ОПИСАНИЕ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ

Месторождение нефти Бу-Хаса открыто в прибрежной зоне

Абу-Даби. Оно связано с продуктивным горизонтом формации

Шуайба аптского яруса в верхах группы Тамама. Месторождение

Бу-Хаса занимает участок на окраине карбонатного шельфа ме-

лового возраста, развитого между Аравийским щитом на юге и

впадиной Персидского залива на севере (рис. 122).

216

РИС. 122. Региональная схема рифового нефтяного месторождения Бу-Хаса

(мел), Абу-Даби. По T. Xappucy и др., Б. Тумб ли, Дж. Скотту, Т. Хассану и др.

/ — бассейновые известковые алевролиты; 2 — скелетные ваккиты; 3 — лагуна-шельф; 4 —

рудистовый барьерный риф; 5 — кораллово-водорослевый изолированный риф

РИС. 123. Фации и обстановки накопления осадков, месторождение нефти Бу-

Хаса, Абу-Даби. По Т. Xappucy, Б. Тумбли, Дж. Скотту, Т. Хассану и др.

I — милиолитовый пеллеговый ил (лагуна—шельф); 2 — рудистовый баундстоун (риф); 3 —

скелетные зернистые известняки (пляж); 4 — рудистовые фораминиферовые ваккиты (осыпь

передовой части рифа); 5 — известковый аргиллит (бассейн); 6 — водорослевый баундстоун

(мелководная платформа)

Детальные петрографические исследования выявили значи-

тельное число карбонатных микрофаций. На упрощенном разрезе

(рис. 123) показано их распространение в пределах месторожде-

ния. Образование карбонатной постройки Бу-Хаса началось на об-

ширном биостроме, образованном инкрустирующей известковой

водорослью Bacinella. Эта пачка на шельфе перекрывается толщей

осадочных карбонатных пород со связанными первичными ком-

понентами— баундстоуном Lithoeodium (рис. 124), переходящими

в направлении бассейна в глинистый битуминозно-известковый ар-

гиллит с редкими пелагическими фораминиферами (рис. 125).

Обращенный к бассейну край пачки Lithocodium перекрыт ру-

дистовым баундстоуном (рис. 126). Последний имеет мощность

60 м при ширине 6 км и тянется латерально вдоль края шельфа

приблизительно на 200 км. (Рудисты — группа двустворчатых мол-

люсков, принявших облик кораллов. Одна из створок их ракови-

ны образует своего рода чашу, вторая служит защитной крышкой.

В меловое время рудисты играли весьма активную роль в созда-

нии рифов.) Именно с ними связано возникновение нефтяных ре-

зервуаров в Персидском заливе, в Ливии, в Мексике и США. Py-

дистовые баундстоуны Бу-Хаса переходят в сторону бассейна в

скелетные ваккиты с обломками рудистов и крупными бентосными

фораминиферами Orbitolina (рис. 127). В свою очередь, ваккиты

переходят в известковые алевролиты. К югу, в направлении Ара-

вийского щита, наблюдается переход рудистового баундстоуна в

илы с фекальными пеллетами и милиолидовыми фораминиферами

(рис. 128). Локально в верхней части, обращенной в сторону бас-

сейна, баундстоун замещен обломочным рудистовым зернистым

известняком (рис. 129).

Кровля формации Шуайба образует региональное несогласие,

выше его залегают богатые органикой сланцы алъбского возраста

формации Нахр-Умр (именно они, по-видимому, являются нефте-

материнскими породами месторождения Бу-Хаса и соседних с

ним).

Очевидно, что карбонатные породы (баундстоун) Lithoeodium

и Bacinella накапливались в условиях мелководья, в пределах эй-

фотической зоны, где могли развиваться водоросли. Латеральный

переход литокодиумного баундстоуна в известковый аргиллит мар-

кирует зарождение топографических поднятий на морском дне.

Известковые аргиллиты с их пелагическими фораминиферами

должны были накапливаться в более спокойных и глубоких водах,

ниже границы эйфотической зоны. Как и вообще для многих ри-

фов, обращенный к морю край шельфа оказался благоприятным

для развития и активного воспроизводства организмов, произво-

дящих карбонат кальция. Таким образом, обращенный в сторону

моря край шельфа, сложенный баундстоуном Lithocodium, обеспе-

чивал идеальные условия для формирования рудистового барьер-

ного рифа. Ваккиты Orbitolina, развитые на внешней стороне рифа,

представляют передовую осыпь рифа, которая переходит посте-

пенно в базальные известковые аргиллиты. Милиолидсодержащие

218

РИС. 124. Водорослевый баундстоун, на котором сформировался риф Бу-Хаса

(мнкрофото)

РИС. 125. Известковый аргиллит, отлагавшийся в бассейне к северу от рифа

Бу-Хаса (микрофото)

РИС. 126. Породы рудистового рифа, месторождение Бу-Хаса (микрофото)

РИС. 127. Скелетный ваккит с фораминиферами Orbitolina и обломками рулис-

тов, передовая часть рифа Бу-Хаса (микрофото)

•у \ пр-д

xfca' (микрофото) °

фекальньши

пеллетами, шельф позади барьерного рифа Бу-

' " -«»••-«?••••* 4Ш а®

«КОТ:. :..

E (1ижро

|отоГ

ВЫЙ 3еРНИСТЫЙ ИЗВ6СТНЯК С М0РСК0Г0

««^мления рифа Бу-