Серра Оберто Восстановление условий осадконакопления по данным геофизических исследований скважин

Подождите немного. Документ загружается.

251

Сухая зона

Жаркая или

теплая

Редкий растительный покров играет воторстепенную роль в

улавливании осадочного материала, и допускает значительные

эоловые процессы в дельтовой равнине

Прохладная

или холодная

Редкий растительный покров играет второстепенную роль в

улавливании осадочного материала; зимний лед прерывает

речные процессы; сезонные таяния и эоловые процессы влияют

на транспортировку и отложение осадочного материала

Рис.6.6-5. Треугольная диаграмма классифика-

ции дельтовых осадочных последовательно-

стей (из Galloway, 1975).

Рис.6.6-4. Основные процессы, контролирую-

щие речные системы (из Coleman и Prior, 1980).

Для завершения этого сложного набора переменных, дельты будут

классифицированы согласно Galloway, 1975 (Таблица 6.6-2 и рис.6.6-5).

Таблица 6.6-2

Характеристики дельтовых осадочных последовательностей

(из Galloway, 1975)

ПРЕОБЛАДАНИЕРЕЧНЫХ

УСЛОВИЙ

ПРЕОБЛАДАНИЕВОЛН ПРЕОБЛАДАНИЕПРИЛИВОВ

И ОТЛИВОВ

ГЕОМЕТРИЯ ОТ ВЫТЯНУТОЙДО

ЛОПА-

СТНОЙ

ДУГООБРАЗНАЯ ОТ ЭСТУАРИЕВОЙДО НЕ-

ПРАВИЛЬНОЙ

ТИП РУСЛА ДЕЛЬТОВЫЕ РУКАВА, ОТ

ПРЯМЫХДО ИЗВИЛИСТЫХ

МЕАНДРИРУЮЩИЕДЕЛЬ-

ТОВЫЕ РУКАВА

ДЕЛЬТОВЫЕ РУКАВА, ОТ

ПРЯМЫХДО ИЗВИЛИСТЫХ

ВАЛОВОЙ СО-

СТАВ

ОТ ИЛИСТОГО ДО СМЕ-

ШАННОГО

ПЕСЧАНИСТЫЙ ПЕРЕМЕННЫЙ

ФАЦИИ СТРУК-

ТУРЫ

ПЕСКИ УСТЬЕВЫХБАРОВ

РУСЛА И ДЕЛЬТОВЫХРУКА-

ВОВ, ПЕСЧАНЫЙПОКРОВ

ПЕСКИ ПРИБРЕЖНОГО

БАРЬЕРА И БЕРЕГОВОГО

ВАЛА

ЭСТУАРИЕВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

И ПРИЛИВНЫЕ ПЕСЧАНЫЕ

ВАЛЫ

252

КРАЯ ДЕЛЬТЫ

ОРИЕНТАЦИЯ

СТРУКТУРЫ

ПАРАЛЛЕЛЬНО СКЛОНУ

ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ

ПАРАЛЛЕЛЬНО СКЛОНУ

ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ

ПАРАЛЛЕЛЬНО СКЛОНУ

ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ

В литературе, дельты с преобладанием речных условий упоминаются

как «высококонструктивные» (high-constructive), а дельты с преобладанием

волн и приливов и отливов – как «высокодеструктивные» (high-destructive) (на-

пример, Fisher и др., 1969).

Структура, границы, геометрия и модели направленного потока будут

представлены согласно классификации.

6.6.2.4. Дельты с преобладанием речных условий

Если волны, приливные и вдольбереговые течения слабы, а река переносит значи-

тельный объем осадочного материала, имеет место быстрое наращивание в направлении мо-

ря, и развивается разнообразные обстановки осадконакопления с преобладанием речных ус-

ловий. В устье каждого дельтового рукава, при вхождении струи речной воды в море, могут

формироваться подводные намывные валы (subaqueous levees). Основной твердый сток от-

кладывается в устьевом баре дельтового рукава, где размер зерен уменьшается в сторону

моря. По мере проградации, склон реки сглаживается, и несущая способность потока снижает-

ся. На этой стадии, в период высокого расхода, в подводном намывном валу вверх по течению

может возникнуть прорезание, называемое расщелиной (crevasse). Укороченный путь, предос-

тавляемый расщелиной через внутридельтовый залив к морю, обычно является причиной

отклонения потока, и возможно быстрое развитие отложений расщелинного конуса субдельты

(subdelta crevasse splay). В конечном счете, может стать главным дельтовым рукавом, и про-

цесс повторяется.

Таковы, в общих чертах, основные механизмы, возникающие в дельте с преоблада-

нием речных условий и сформировавшихся подобстановках осадконакопления.

В этой категории дельты имеются два основных подтипа.

- Расход реки может быть установившимся, обычно с большим количеством взве-

шенных наносов. При этом формируются пальцеобразные, удлиненные дельты с

небольшим количеством рукавов, шнурковыми залежами песка и прерывистыми

отложениями устьевых баров (рис.6.6-6 – 6.6-8).

- Расход реки может колебаться; при этом типичным является повышенное содер-

жание твердого стока у ложа в перенесенном осадочном материале. Это способ-

ствует формированию лопастной формы; имеется множество дельтовых рука-

вов, каждый из которых проявляет тенденцию к кратковременному существова-

нию, осадочный материал является крупнозернистым, и отложения устьевых ба-

ров сливаются, образуя покровные пески.

253

Рис.6.6-6. Блок-диаграммы двух типов дельт с

преобладанием речных условий (из Fisher и

др., 1969).

6.6.2.4.1. Структура

Массивная слоистость с общей эро-

зионной поверхностью; линзы, тонкая

слоистость (до ламинации) глины, па-

раллельная или волнистая, или пере-

слаивание алеврита и глины; симмет-

ричная и асимметричная рябь, мел-

кая до крупной, распространенные

плоскостные и корытообразные слои,

в общем случае, с большим углом на-

клона с унимодальным распределе-

нием течения. Имеет место дефор-

мация слоев – от знаков нагрузки до

глиняных бугров, диапиров и ополз-

ней (конседиментационных разло-

мов), которые в основном связаны с

глинами продельты. Биотурбация от

умеренной

Рис.6.6-7. Блок-диаграмма, показывающая

подобстановки осадконакопления и соотно-

шения фаций в удлиненной дельте с преоб-

ладанием речных условий (из Coleman и

Prior, 1980).

(1- Внутридельтовый залив; 2- Пресноводный

марш; 3- Болото; 4- русло; 5- намывной вал; 6-

Расселина; 7- марш; 8- отмель; 9- погружение;

10- отложения расселины; 11- отложения про-

дельты; 12- отложения залива; 13- отложения

фронта дельты; 14,15- отложения шельфа; 16-

более древние морские отложения)

Рис.6.6-8. Поверхностное распределение фа-

ций в дельте пальцеобразного типа с преоб-

ладанием речных условий (из Fisher и др.,

1969).

до сильной, и включает флору и связанную фауну. Могут присутствовать ра-

кушечные слои. Распространены также конкреции железосодержащих минера-

лов, размывы, врезание и заполнение, и остаточные отложения (рис.6.6-9).

254

6.6.2.4.2. Границы

Крупные единицы демонстрируют подошвенные постепенные контакты

с резкими кровлями. Внутренние контакты (постепенные или резкие) распре-

делены случайным образом; отмечается тенденция к сходству с крупными

единицами (рис.6.6-10).

Рис.6.6-9. Вертикальные последовательности

осадочных структур на внутридельтовых

площадях с преобладанием речных условий

(из Elliot, 1974, в Reading, 1978).

(1- паводковое осадконакопление; 2- песчаная

коса; 3- Отложение тонкого осадочного материа-

ла из взвеси; 4- Чередование течений, нагру-

женных песком (паводковые отложения и второ-

степенные расщелинные конусы) и отложение

тонких взвешенных осадков. Результатом явля-

ется боковое наращивание (проградация) на-

мывного вала; 5- Переработка волнами осадоч-

ного материала, поступающего из расщелины;

преобладают структуры, сформированные вол-

нами; 5a- Проградация намывного вала; 6- рас-

щелинный конус; 7- Затопленный (? – ponded)

осадочный материал; 8- Внезапное вторжение

течения, нагруженного песком – лопасть основ-

ного расщелинного конуса; 9- Эрозия покрова;

10,12- Проградация намывного вала; 11- Линзо-

видные русловые единицы расщелинного конуса

берут начало от однонаправленных палеотече-

ний; 13- Расщелинное русло; 14- Второстепен-

ный устьевый бар; 15- второстепенный устьевый

бар – расщелинное русло; 15a- последователь-

ность устья бухты; 16- Рябь и миграция дюн под

действием течения реки; 17- Второстепенный

устьевый бар; 18- Взаимодействие течений рек,

нагруженных песком, переработки волнами и

отложения взвешенного осадочного материала;

19- Расщелинное русло с однонаправленными

течениями, характеризующимися колеблющейся

скоростью; 20- Преобладание структур, сформи-

рованных волнами, в последовательностях от-

мели или песчаной косы; 21- авульсия; 22- От-

ложение тонкого осадочного материала из взве-

си – паводковая фация; 23- Поток однонаправ-

ленных течений в косе дельтового рукава; 24-

Корытообразные косые слои; 25- Асимметричная

рябь; 26- Симметричная рябь; 27- Плоская тон-

кая слоистость; 28- Поверхности наращивания;

29- Мелкие корни; 30- Углистые отложения; 31-

Уголь; 32- Неправильный эрозионный контакт;

33- Плоскостной эрозионный контакт; 34- Посте-

пенный контакт; 35- C – Глина; 36- Si – Алеврит;

37- Sa – песок; 38- Вертикальный масштаб; 39-

A-H – 2-10 м; 40- I-J – 5-14 м)

Рис.6.6-10. Границы и осадочные структуры

дельтового рукава (из Reading, 1978, по Kel-

255

ling и George, 1971).

6.6.2.4.3. Последовательности

Дельты с преобладанием

речных условий формируют крупные

циклические отложения (рис.6.6-11).

Литология, мощность и эволюция

размера зерен показаны на рис.6.6-

12.

Быстрая проградация этих дельт в

направлении моря дает начало наи-

более характерной особенности

дельтовых отложений: последова-

тельности, где размер зерен увели-

чивается вверх по разрезу. Полный

цикл лопасти дельты (типичная

мощность – от 50 до 100 м), а

Рис.6.6-11. «Конструктивная» фаза цикла дель-

ты (из Scurton, 1960).

также циклы дельтового рукава и расщелины показаны в обобщенном виде на

рис.6.6-13.

Согласно Scurton (1960), рост дельты является циклическим. Он распо-

знает две фазы:

- Конструктивную фазу: активная проградация в сторону моря обу-

славливает перекрывание илов продельты алевритами и песками

фронта дельты. В свою очередь, они перекрываются отложениями

устьевых баров дельтовых рукавов (в основном песками) и, наконец,

поверхностными дельтовыми отложениями маршей, которые, веро-

ятно, включают слои торфа (рис.6.6-11).

- Деструктивную фазу: лопасть дельты, в конечном счете, отмирает,

если в результате образования расщелины формируется более ко-

роткий путь к морю. Затем самые верхние слои подвергаются воз-

действию волн и течений, и могут быть полностью переработаны.

Уплотнение может привести к локальной трансгрессии.

256

Конечно, это идеализированный цикл. Полный цикл дельты, иногда на-

зываемый мегациклом, может формировать стратиграфическую последова-

тельность мощностью от 50 до 150 м или более, которая может содержать в

многочисленные меньшие циклы, представляющие проградацию дельтовых

рукавов или расщелинных конусов (или переходить по горизонтали в такие

циклы) (рис.6.6-14).

Рис.6.6-12. Вертикальная эволюция в дельте с преобладанием речных условий (из Walker, 1979).

257

Глинистые сланцы – алевриты с большим количеством фукоидов; распространенная линзовид-

ная слоистость; рассеянная макро- и микрофауна солоноватойводы.

Последовательность, характеризующаяся увеличением размера зерен вверх по разрезу, от

глинистого сланца до песка; фукоиды вблизи подошвы; пески обычно плохо отсортированы; эта

последовательностьможет многократноповторяться.

Глинистые сланцы, выклинивающиеся песчано-алевритовые слойки, имеющие четкие границы,

с многочисленными фитоморфозами; рассеянные обломки раковин: возможные ракушечные

рифы в солоноватойводе.

Тонкие пласты угля с корнями.

Чередующиеся тонкие слои песка, алеврита, глинистого сланца, песков - алевритов, плохо вы-

держанные по горизонтали; распространены структуры с корнями (root structures); подошва пес-

ков обычно носит постепенныйхарактер;распространены знаки ряби набегания.

Чистый песок со средней степенью сортировки, с концентрациями перенесенного органического

вещества. Слои песка и алеврита, с мелкомасштабной косой слоистостью, высоким содержани-

ем слюды, вблизи подошвы сортировка обычно плохая и улучшается вверх по разрезу; возмож-

ны небольшие эрозионные русла, впоследствии заполненные осадочным материалом. Мощ-

ность песчаного разреза могла быстро увеличиваться за счет конседиментационных разломов;

участками на кровле песка наблюдаются крупные русловые размывы (channel scours), иногда

присутствуют очень тонкие слои глинистого сланца; вблизи кровли присутствуют мощные кар-

маны перенесенногоорганическоговещества.

Чередование тонких слоев песка, алеврита, глинистого сланца; вблизи кровли более распро-

страненным становится песок - алеврит, а также знаки ряби набегания; общими являются знаки

ряби волнения и течения; возможные оползневые глыбы и структуры течения; вероятность не-

больших эрозионных русел, впоследствии заполненных осадочным материалом; вниз по разре-

зу содержаниефауны уменьшается.

Глинистые сланцы тонкослоистые, рассеянные раковины; содержание микрофауны уменьшает-

ся вверх по разрезу, и в этом же направлении возрастает размер зерен, а слои песчаного алев-

рита утолщаются.

Оползневые глыбы алеврита - песка со структурами течения, многочисленные мелкие разломы

и трещины, распространеннаяX-образная слоистость.

Глинистые сланцы морские, тонкослоистые вблизи кровли и с многочисленными фитоморфоза-

ми вблизи подошвы.

Рис.6.6-13. Сводная стратиграфическая последовательность обстановок осадконакопления в

дельте Миссисипи (из Coleman и Prior, 1980).

Рис.6.6-14. Субдельты, заполняющие внутри-

дельтовые заливы современной дельты Мис-

сисипи (из Coleman и Gagliano, 1964).

(1- Южный фарватер; 2- Юго-западный фарватер)

258

Рис.6.6-15. Концептуальные схемы изменений

характеристик дельты вследствие непосто-

янства соотношения между скоростью отло-

жения и скоростью погружения (Rd/Rs) (из

Curtis, 1970).

(1- дельтовое осадконакопление – концептуаль-

ные схемы; 2- дельтовый комплекс: разрез по

падению; 3- дельтовый комплекс: стратиграфи-

ческая карта; 4- отдельная дельта: морфология;

5- уровень моря; 6- уровень моря; 7- легенда; 8-

аллювиальные и аллювиально-дельтовые пески

и алевриты; 9- дельтовые пески, алевриты и

глины; 10- продельтовые и морские глины; 11-

масштаб: отсутствует)

Как показывают Coleman и Gagliano (1964), и Elliot (1974), эти меньшие

циклы изменяются от 2 до 14 м. В них, как и в более крупных циклах, отмеча-

ется тенденция к увеличению размера зерен вверх по разрезу. Характер на-

ложения дельтовых последовательностей одна на другую зависит от относи-

тельных скоростей осадконакопления и погружения, включая уплотнение. Если

между двумя скоростями существует приблизительное равновесие, дельта

стремится к вертикальному наращиванию; если скорость погружения больше,

дельта будет наращиваться в сторону моря, и, по мере заполнения каждой

части осадочного бассейна, последовательные эпизоды наращивания будут

происходить в латеральном направлении. Механизмы описаны у Curtis (1970)

(рис.6.6-15).

Arbeit macht frei

259

Таблица 6.6-3

Геометрические и другие геологические параметры, позволяющие идентифицировать дельтовые условия осадконакоп-

ления.

ОТЛОЖЕНИЯЗАЛИВА

МАРШ, БОЛОТО

УСТЬЕВЫЙ БАР РУ-

СЛОВОГО РУКАВА

КОСА

РУСЛО

ПАВОДКОВЫЕ

ОТ-

ЛОЖЕНИЯ

ТИП ОТЛОЖЕНИЙ

ОБЛОМОЧНЫЙ

ХИМИЧЕСКИЙ

ОБЛОМОЧНЫЙ

ПРЕОБЛАДАЮЩИЙТИП

ПОРОДЫ

Глинистый сланец и алев-

ритистый глинистый сла-

нец.

Подстилающий

слой, глина, уголь.

Песчаник среднезер-

нистый до мелкозер-

нистого, с линзами

глинистого сланца.

Песчаник крупно-

зернистый до сред-

незернистого.

Среднезернистый

песчаник, редкие

конгломераты. Про-

слои глинистого

сланца.

Алевритистый гли-

нистый сланец,

алевролит.

ТРЕНД РАЗМЕРАЗЕРЕН

В общем случае, увеличе-

ние вверх по разрезу.

Определенного

тренда нет.

Увеличение вверх по

разрезу.

Уменьшение вверх

по разрезу.

Сильная изменчи-

вость в середине. В

общем случае,

уменьшение вверх

по разрезу.

Циклический; каж-

дый цикл характе-

ризуется уменьше-

нием размера зерен

вверх по разрезу.

ХАРАКТЕР ПОДОШВЕННО-

ГО КОНТАКТА

Обычно не виден.

От постепенного до

резкого.

От постепенного до

резкого.

Сильно размытый,

волнистый.

Резкое срезание. В

значительной степе-

ни эрозионный.

Постепенный.

ВЕРТИКАЛЬНАЯМОЩ-

НОСТЬ

1.5-15 футов

0.3-1.8 м

1.5-4.5 м

6-14 м

3-4.5 м

0.9-4.5.м

ПРОТЯЖЕННОСТЬПО

ГОРИЗОНТАЛИ

60 м-73.2 км

Километры

0.4 м-4.8 км

90 м-0.4 км

19 м (или менее)-120

Весьма изменчивая

ФОРМАЕДИНИЦЫ

Прямоугольная в разрезе.

Удлиненная.

В форме покрова.

Линзообразная, в

форме изгороди

(hedge shapped len-

ticular)

Двояковыпуклая,

плосковыпуклая.

Тонкий покров.

МОЩНОСТЬ СЛОЕВ

Тонкослоистые, пластин-

чатые.

Среднеслоистые, 0.3-

9 м

Толстослоистые,

1.5-2.0 м

От срднеслоистых до

тонкослоистых.

Тонкослоистые,

пластинчатые.

ОСАДОЧНЫЕСТРУКТУРЫ

Параллельная и волни-

стая слоистость

Плоскостные косые

слои.

Распространенные

сложные серии.

Рябь набегания на

горизонтальных око-

нечностях.

Многонаправленная

корытообразная

косая слоистость.

Распространены

одиночные косые

слои.

Мелкомасштабный

размыв и заполне-

ние.

Параллельная тон-

кая слоистость.

рябь течения. Мел-

комасштабные ко-

сые слои.

ХАРАКТЕР И РАСПРЕДЕ-

ЛЕНИЕ ОСТАТКОВОРГА-

НИКИ

Мелкие листья и прутья

вдоль плоскостей напла-

стования. Брахиоподы.

Мацерированный

(Macerated) расти-

тельный материал.

Небольшие окатанные

остатки органики, рас-

пределенные случай-

ным образом.

Крупные листья и

стебли на плоско-

стях напластования.

Наползшие линзы

Ориентированные

крупные стебли в

подошве.

Мелкие листья и

прутья вдоль плос-

костей напластова-

ния

Arbeit macht frei

260

угля в подошве.

СЛЮДИСТЫЙ МИНЕРАЛ

Крупные чешуйки слюды

вдоль плоскостей напла-

стования.

В общем случае рас-

пределение носит

случайный характер.

Некоторые слои де-

монстрируют необыч-

но высокую концен-

трацию.

Слюда распределе-

на случайным обра-

зом. Сегрегация

крупных чешуек

вдоль плоскостей

напластования.

Распределение но-

сит случайный ха-

рактер.

Сегрегация вдоль

плоскостей напла-

стования.

ПОСТСЕДИМЕНТАЦИОН-

НЫЕ МОДИФИКАЦИИ

Наличие корней только в

кровле. Фитоморфозы,

текстура «конус в конус».

Наличие корней.

Газовое пучение.

Структура.

Конволютная слои-

стость.

Характерные черты

оползней.

Наличие корней.

КОНКРЕЦИИ

Присутствие конкреций

сидерита.

Не наблюдаются.

Присутствие круп-

ных конкреций в

форме диска.

Не наблюдаются.

ПЕРВИЧНЫЕ ЦВЕТА

Темно-сероватый, черный.

Черно-сероватый,

черный.

Светло-беловатый,

серый.

Темно-серый.

Светло-серый.

Темно-зеленоватый,

серый, серовато-

черный