Уилсон Дж.Л. Карбонатные фации в геологической истории
Подождите немного. Документ загружается.
20 40 60
80км
~q.
t:::jj:ij
Ду6лин
.......
.........
...
.
/
: 3
:
..
.,
',':
.:'\';'::':"::,
......
,.
1?
Zp
3р
4р
50
мили
i i i I
r::::::l2
~
Yorepq:)OpA
90
,
'::::;'"
"
",
....
;']
··~iуэй
.::::::::"
:::
...
~
::::::::::::
".~.:/fУ/ii[l:I/Ъ
![!
::::
.::::
::::::
::
:::
:
:::
.:::::
:::
..............................
Лонгсрорд
Рис.
У-5.
Палеогеографическая
и
литофациальная
карта
Уолсортской
ба'НlКИВ
Юж
ной
Ирландии.
По
Лису
[210,
рис.
1].
Илистые
уолсортские
фации
показаны
в
их
максимальном
распространении,
в
поясе
между
илами
впадины
(кульм)
и
лагунными
фациями.
Последние
также
содержат
многочисленные
рассеянные банки
(не
пока
заны).
Точечными
линиями
оконтурены
массивы
суши
(1-
Гэлуэй
-
Мэйо,
2 -
Лонг
форддаун,
3 -
Лейнстер
)
1 -
морские
обломочные
фации;
2 -
уолсортский
комплекс
банки;
3 -
лагунные
фации
с
рассеян
ными
уолсортскими
банками;
4 -
фации
илов
Главные
типы
фаций
и
их
палеотектоническое
положение
в
Европе
1.
Уолсорз
ские
фации
чистых
вод
открытого
моря.
Массивные
уолсорт
ские
микритовые
фации
лежат
на
некотором
расстоянии
от
каких-либо
масс
суши
и
являются
типичными
фациями
окраины
шельфа.
Участки
суши,
которые
являлись
главным
образом
изолированными
блоками,
возвышавшимися
в
виде
островов на
шельфе,
поставляли
на
шельф
не
которое
количество
терригенного
материала,
но
эти
осадки
не
достига
ли
области
распространения
уолсортских
фаций,
2.
Фации
впадины
(бассейновые
фацuи),
называемые
кильмом,
представлены
глинистыми
сланцами,
песчаниками
и
известковыми
ар
гиллитами.
Терригенные
осадки
были
снесены,
по-видимому,
откуда-то
168
Пелитоморсрный
ИЗ8еСТН5IК--~
Биокластический
слой
--~-ri-i-OТi-'Т~
Лагунный
иевестняк
Кремни
Рис.
V-б.
Профиль
Уолсортских
банок,
показывающий
рост
слоев
пелитоморфных
из
вестняков
с
первичным
наклоном
слоев,
со
строматактоидными
текстурами
и
био
кластическим
детритом,
залегающим
параллельно
наклону.
Вертикальная
мощность
обычно
составляет
лишь
несколько
метров.
По
Лису
[210,
рис.
5]
из
Южной
Европы
и
частично
отлагались
в
глубоководных
условиях.
По
характеру
слоистости
эти
отложения
напоминают
флиш.
3.
Ш
ельфовые
фации,
расположенные
за
уолсортскими
куполами,
весьма
разнообразны.
На
этих
шельфах
обычно
отлагались
слои,
харак
теризующие
условия
открытой
циркуляции
вод.
Черные
(но
не
обога
щенные
органическим
веществом)
глинистые
и
плитчатые
иэвестняки
фации
шельфовых
лагун
установлены
в
Бельгии.
Шельф,
расположен
ный
над
разрывом
Кравен
в
Англии
(известняк
Грейг-Скар
на
рис.
V-10)
перекрыт
слоями
криноидно-мшанковых
вакстоунов
и
мало
мощных
косослоистых
зернистых
известняков
с
банками,
сложенными
раковинами
Gigantoproductus
и
коралловыми
известняками.
Эти
слои
содержат
не
слишком
много
окаменелостей.
Шельфовые
слои,
экви
валентные
наиболее
высоко
залегающим
куполам,
образовались
при
участии
привноса
дельтового
обломочного
материала
с
севера
Англии
и
Шотландии
и
слагают
четко
цикличные
йордейлские
слои.
В
Ирлан
дии
вокруг
островов
отлагались
маломощные
мелководные
оолитовые
и
водорослевые
известняки,
но
отложения
приливных
равнин
редки.
Пространство
шельфа
между
уолсортскими
образованиями
и
сушей
усеяно
изолированными
куполами
и
межкупольными
фациями,
образо
вавшимися
явно
в
условиях открытого
моря.
4.
Структурный
контроль
уолеортекuх
фаций.
Прогибание
в
глав
ном
поясе
уолсортских
фаций
происходило
быстро.
В
Ирландии
об
щая
их
мощность
составляет
почти
1000
м.
Стадии
роста
и
постепен
ное
выдвижение
в
сторону
впадины
в
этих
массивных
образованиях
могут
быть
прослежены
при
тщательном
исследовании
первичных
на
клонов,
подчеркнутых
слоистостью
и
ориентированными
заполнениями
кристаллическим
кальцитом
пустот
(строматактоидные
текстуры)
рис.
V-6
и
7.
В
региональном
.плане
переход
уолсортских
фаций
в
фации:
шельфа
происходит
постепенно,
а
в
фации
впадины
-
очень
быстро.
Таким
образом,
в
Северной
и
Западной
Ирландии
формировался
склон,
прилежащий
к
стабильным
блокам.
Уолсортские
купола
развиты
также
во
впадинах.
В
Англии
(Иорк
шир
и
Дербишир)
уолсортские
образования
представлены
крупными
эллиптическими
или
округлыми
куполами,
расположенными
в'
прогибе,.
который
существовал
между
Пеннинами
и
Землей
Святого
Георга.
Не
которые
купола достигают
100-150
м
высоты
над
дном
древнего
моря
1690
А
100м
I
~1
~
02
Ш3'
\
\
\
J
/
50
!
о
!
\
"\
\
х·
паnение
Региональное
.....
о
I
50
!
100м
!
м
выше
нуля
в
Рис.
V-7.
Схема
холма
в
округе
Гэлуэй,
Ирландия,
показывающая
концентрические
линии
роста
уолсортской
банки.
По
Лису
[211,
рис.
10}.
Публикуется
с
разрешения
автора
и
Лондонского
Королевского
общества
1-
известняки
банки;
2 -
лагунные
известняки
и
кремни;
3 -
горизонтальное
залегание
слоев.
1-4
-
стадии
роста
банки
и
нескольких
километров
в
поперечнике
(рис.
У-8
и
9);
окаймлены
они
темными
тонкозернистыми
терригенными
отложениями.
На
существо
вани
е
подводного
рельефа
указывают
крутые
склоны
облекающих
сло
ев
и
куполов;
углы
наклона
достигают
30-50~.
Присутствуют
боковые
отложения,
представленные
криноидными
зернистыми
известняками;
но
они
не
обычны.
Оползневые
массы,
брекчии
и
конгломераты,
образовав
шиеся
за
счет
синседиментационного
разрушения
куполов,
относительно
170
Рис.
V-8.
Пояс
уолсортских
куполов
пелитоморфных
известняков,
приуроченный
к
разрыву
Крейвен,
Вест-Райдннг,
йоркшир.
Купола
расположены
на
опущенном
кры
ле
раэрыаа
Мидл-КреЙвен.
По
Паркинсону
[269,
рис.
11].
Публикуется
с
разрешения
Американской
ассоциации
геологов-нефтяников.
N.
С.
Р.-ра,арыв
Норт-Крейвен,
М.
С.
Р.-
разрыв
Мидл-Крейвен:
1-
холмы
(бугры)
рифовых
из
вестняков,
2 -
серия
Иордейл,
намюр
и
более
молодые
отложения;
3 -
нижний
карбон,
4 -
до
каменноугольные
отложения
~1
~2
~
18·1з
.. ..... .
..
...
..
:.:
Татридж·':
.
-:.~~~л
.....
·
':::::::::-:
.
.
...
-.
ТОРНЕЛИ
о
2
3мили
I
!
,
t
ГИСБЕРН
РимИНГТОН
",
,.,
..
'
4ДТ~БЕРН
,
•••••
,.,
~'1V1~S'VI"'~S'
_~..
,.
ОС\:>
а.,
....
_
леисгон
Kon~
..
yopcoy
КЛИТЕРОУ
Солт
ХИЛ
• •
,
Х
И
Л
•••
,
Пенде-!1
~ил
:.
.
....
............
Рис.
V-9.
Карта
«рифовых
бугров»
или
холмов
пелитоморфных
известняков;
показа
ны
детали
строения
двух
линейных
поясов
построек
близ
Клитероу
и
Бауленда
во"
впадине
Северной
Англии.
Холмы
-
купола
расположены
в
стороне
от осей
антикли
налей,
но
параллельно
им.
См.
также
рис.
V-3.
По
Паркинсону
[269,
рис.
5],
с
раз-'
решения
Американской
ассоциации
геологов-нефтяников
1 -
пермь;
2 -
жерновый
песчаник;
3 -
нижний
карбон
(с
буграми)
171
ФЕЛ-КАНТРи..
WAHhEP-ФЕЛ
Длина
разреза около
50
миль
о
1000
2000
ФУТОВ
! ! !
Вертикальный
масштаб
округ
КРЕЙВЕН
МОЛХЕМ
И
\
муре
скипто~
и
ХАРРОГЕЙТ
ю
Рис.
У-I0.
Меридиональный
геологический
разрез
каменноугольных
известняков,
йордейлских
циклотем,
глини
стых
сланцев
Бауленд
и
жернового
песчаника
в
районе
Фел-Кантри
и
зоне
разлома
Крейвен.
Обращают
на
себя
внимание
уолсортские
купола
(ерифы»)
вдоль
современного
опущенного
крыла
разлома
Крейвен,
По
Хадсону
[162]
редки
по
сравнению
с
подобными
образованиями
других
типов
холмов,
куполов
и
рифов,
известных
в
геологическом
прошлом.
В
северном
Пен
нинскомблоке
в
Англии
рост
куполов
контролировался
разрывами:
блок
ограничен
с
юга
зоной
разрыва
Кравен,
вдоль
которой
распола
гаются
уолсортские
купола
(см.
рис.
V-8).
Эти
разрывы
имеют
ранне
каменноугольный
возраст,
но
они
были
омоложены
третичными
дви
жениями;
вдоль
них
расположены
прекрасные
обнажения
(рис.
V-1
О).
Перекрывающие
блок
шельфовые
отложения
представлены
известня
ком
Грейт-Скар
и
цикличными
йордейлскими
слоями,
а
микриговые
уолсортские
купола
встречаются
только
в
опущенном
крыле
разрыва.
Эти
купола
окружены
маломощными
и
неправильно
слоистыми
черны
ми
кремнистыми
известняками
с
прослоями
биокластического материа
ла,
включающего
энкриниты.
Прослои
черных
глинистых
сланцев
могут
быть
весьма
богаты
окаменелостями.
Таким
образом,
купола
формиро
вались
батиметрически
ниже
шельфа,
на
опущенном
крыле
растущего
разрыва
и
в
глубоководных
условиях,
образуя
тип
1
профиля
окраины
шельфа
(гл.
ХН
и
[417].
На
рис.
V-8
и
9
изображены
две
смежные
области
в
центральных
графствах
Англии.
Хадсон
полагал,
что
пер
вичный
рельеф
куполов,
расположенных
вдоль
разрыва
Крейвен,
был
видоизменен
в
результате
преднамюрской
(пенсильванской)
эрозии.
Jl
олеортекие
купола
в
миссисипских
фациях
Северной
Америки
Несмотря
на
то
что
в
Северной
Америке
имеются
отличные
обнажения,
региональные
взаимоотношения
фаций
из-за
неудачного
расположения
этих
обнажений
менее
ясны.
В
горах
Сакраменто
в
штате
Нью-Мексико
миссисипские
слои
(криноидные
известняки
Лейк-Валли)
обнажены
вдоль
их
западного
фаса
в
полосе,
простирающейся
меридионально
на
расстояние
около
35
км;
они
были
здесь
тщательно
закартированы
[287, 245].
В
северной
части
этого
узкого
пояса
купола
расположены
на
однообразных
известняках
основания
и
окружены
энкринитами
(рис.
V-ll).
Это
многочисленные
линзообразные
и
отчасти
неправиль
ной
формы
тела,
с
северо-северо-западным
простиранием.
Более
ясно
выраженные
шельфовые
условия
преобладали,
вероятно,
к
северу
и
востоку
от
современных
выходов,
но
эти
отложения
невозможно
на
блюдать,
так
что
выводы
приходится
делать
на
основе
более
широких
региональных
предпосылок
(рис.
V-12).
С
другой
стороны,
на
южном
конце
горного
пояса
Сакраменто
рас
положены
более
изолированные,
более
крупные
и
более
островершин
ные
купола.
Крупные
купола,
такие
как
Мул-Шоу
[285]
возвышаются
более
чем
на
100
м
над
дном
древнего
моря
(рис.
V-13).
В
южном
на
правлении
вдоль
фронта
гор
слои
с
куполами
исчезают
из
разреза.
Там,
где
в
расположенных
южнее
горах
Франклин
и
Хуэкос
наблюда
ются
миссисипские
слои,
отложения
нижнего
миссисипия
маломощны
или
вообще
отсутствуют,
а
предполагаемая
некомпенсированная
впа
дина
к
югу
от
Нью-Мексико
[15, 414]
была
заполнена
среднемиссисип
скими
кремнистыми
плитчатыми
известняками
формации
Ранчериа.
Известняки
Лейк-Валли
образовались,
возможно,
нашелыфе
с
уме
ренными
глубинами,
в
зоне,
занимающей
промежуточное
положение
.меж
ду
шельфом
и
некомпенсированной
впадиной.
На
востоке
впадина
была
ограничена
платформой
Диабло
и
ее
северным
продолжением
поднятием
Педернал,
но
нижнемиссисипские
слои
в
этой
области
в
ос
новном
размыты.
Карта,
составленная
Армстронгом
[15]
(см.
рис.
V-12),
показывает,
что
западный
край
предполагаемой
раннемиссисипской
},73
Восток
\
__
----------------
400
метров
-------------------
Запад
к!жныи
приrо!<
РУЧЬЯ
Д<дM,"~'~"
Главное
РУСЛО
ручьSl
.
Дедмен-Кэньон
\
Рис.
V-II.
Мис~исипский
(нижнекаменноугольный,
Лейк-
Валли)
купол
в
верховье восточного
истока
ручья
Дед
менс-Кэньон,
притока
ручья
Аламо-Кэньон
в
горах
Сакрамёнто,
Нью-Мексико.
Номера
указывают
места
взятия
образцов.
Рисунок
по
фотографии
без
изменения
масштаба
Рис.
V-12.
Раннемиссисипские
фации
южной
части
штата
Нью-Мексико.
По
Армстронгу
I15];
черными
кружками
пока
аано
положение
известных
уолсортских
куполов
пелито
морфных
известняков
некомпенсированной
впадины
окаймлялся
шельфом,
сложенным
мощ
ными
криноидными
известняками
(формация
Эскаброза),
фации
кото
рых
почти
такие
же,
как
и
известняков
Грейт-Скар,
окаймляющих
Пеннинский
блок
Англии.
Бисгермы
в
этой
формации
отсутствуют.
Фации
нижнемиссисипских
слоев
(формация
Лоджпоул)
в
цент
ральной
части
штата
Монтана
были
изучены
Смитом
[343].
Палеогео
графическая
картина
усложняется
девонско-миссисипским
горстом
(поднятием
Центральной
Монтаны),
простирающимся
в
широтном
на
правлении,
подобно
мосту
между
впадиной
Уиллистон
и
Кордильер-
СТРОЕНИЕ
6ИОГЕРМА
В
ФОРМАЦИИ
леЙК-ВАЛЛН
Ручей
Сан-Андрес-Кэньон
Горы
Сан-
Анарес
Направление
течений
_
Рис.
V-13.
Нижний
ииссисипий
(группа
Лейк-Валли)
в
горах
Сан-Андрее
в
штате
Нью-Мексико;
показаны
соотношения
уолсортских
куполов
и
окружающих
их
слоев.
По
Лодону
и
Баушеру
[207,
рис.
29],
с
разрешения
Американского
Геологического
общества
175
ской
миогеосинклиналью.
Свод
этого
палеозойского
ПОДНЯТИЯ
располо
жен
восточнее
современного
гребня
возвышенности
Центральной
Мон
таны
-
гор
Биг-Сноуи
-
Маунтинс.
На
это
указывает
предмиссисип
ский
размыв
девонских
отложений.
Вкрест
простирания
приподнятого
блока
наблюдаются
незначитель
ные
фациальные
изменения,
установленные
Смитом
при
изучении
за
легающих
на
поднятии
цикличных
отложений
Лоджпоул
(гл.
Х).
Ниж
ние
циклы
соответствуют
пачке
Пэйн
формации
Лоджпоул,
представ
ленной
маломощными
и
ритмично
слоистыми
глинистыми,
кремнистыми
пелитоморфными
известняками
и
вакстоунами
с
обломками
мшанок
и
криноидей
(названными
Уилсоном
[414]
«глубоководными
иэвестня
ками»).
В
пачке
Пэйн
имеются
купола
уолсортского
типа
умеренных
размеров,
исследованные
Коттером
[78]
в
горах
Биг-Сноуи
-
Маунтинс
и
Стоуном
[352]
в
хр.
Бриджер-Рейндж:
изучал их
также
и
Смит
[343].
По
мнению
Коттера,
в
горах
Биг-Сноуи
-
Маунтинс
в
каньоне
Вест-Свимминг-Вумен
пачка
Пэйн
представлена
тремя
обособленными
постройками,
каждая
из
которых
имеет
длину
около
300
м
и
высоту
около
70
м;
установить
простирания
этих
построек по
обнажениям
не
возможно.
Породы,
залегающие
между
куполами,
представлены
темными
гли
нистыми,
кремнистыми
горизонтально-слоистыми
известняками.
Сами
тела
массивные,
характерна
неясная
слоистость,
обусловленная
главным
образом
различиями
в
структуре
породы.
Все
осадки
представлены
вакстоунами.
В
среднем
порода
на
60%
состоит
из
микрита,
25%
при
ходится
на
долю
табличек
криноидей
и
остатков
сетчатых
мшанок
(приблиаительно
в
равных
долях).
Другие типы
биокластов
составляют
менее
5%.
10-15%
объема
породы
приходится
на
долю
кристалличе
ского
кальцита,
включая
отчасти
неправильные
строматактоидные
тек
стуры.
Фауна
банок
несколько
отличается
от
фауны
обычных
отложе
ний
впадины
Лоджпоул
и
более"
разнообразна.
Кроме
криноидей,
сет
чатых
мшанок
и
брахиопод,
здесь
встречается
много
моллюсков,
вклю
чая
наутилоидеи,
наряду
с
трилобитами,
кальцисферами,
остракодами,
фораминиферами,
одиночными
кораллами
Amplexus
и
колониальными
Syringopora.
Известковые
водоросли
не
обнаружены.
Слои
в
куполах
имеют
наклон
20-350,
указывая
на
то,
что
осад
конакопление
происходило
на
довольно
крутых
склонах.
Под
действием
эрозии
купола
срезаны
косо,
так
что
слоистость
не
рисует
простых
ко
нических
тел.
Это
обусловлено,
вероятно,
также
существованием
не
скольких
центров
роста
с
различными
направлениями,
по
которым
про
исходила
аккумуляция
осадков,
что
дает
основание
предполагать
от
сутствие
постоянных
течений.
Помимо
сложной
слоистости
отмечено
несколько
дайкообразных
трещин,
заполненных
сверху
горизонтально
слоистым
криноидным
пакстоуном.
Их
происхождение
раннепостседи
ментационное,
связанное
с
растяжением
купола;
они
шире
в
нижней
ча
сти,
чем
в
верхней.
Неправильной
формы
полости,
достигающие
не
скольких
метров
в
поперечнике,
заполнены
остатками
криноидей.
Эти
образования
обусловлены
или
растворением
или
оползаниями
на
ран
них
этапах
формирования
куполов.
Наилучшим
образом
эти
купола
интерпретируются
как
биогенные
банки,
формировавшиеся
ниже
бази
са
действия
волн
на
глубинах
более
50
м.
Региональные
соотношения
указывают
на
палеогеографический
контроль
образования
куполов.
В
горах
Биг-Сноуи
-
Маунтинс
эти
постройки
занимают
промежуточное
положение
между
сводом
девон
ско-миссисипского
поднятия,
находящегося
к
востоку,
и
удаленными
от
1176
Рис.
V-14.
Карта
изопахит
1110
(а
м)
и
схематическая
карта
фаций
пачки
Пейн
формации
Лоджпоул
Центральной
Мон
таны;
по
Смиту
[343].
Показа
но
внешельфовое
положение
уолсортских
куполов
В
наи
более
древнем
цикле
форма
ции
Лоджпоул.
Пачка
Пей
н
представлена
«глубоководны
ми
известняками»
о
Биплингс
50км
шельфа
глубоководными
фациями,
лежащими
к
северу
и
западу
от
указанных
построек.
В
хр.
Бриджер-Рейндж
постройки
располагаются
на
удалении
от
шельфа
Вайоминг
(рис.
V-14).
По
фациям
и
составу
фаунистических
остатков
эти
постройки
идентичны
хорошо
известным.
постройкам
Европы
и
Нью-Мексико.
Однако
в
штатах
Монтана
и
Вайоминг фациальные
изменения
более
постепенны
инезначительны,
а
фациальные
пояса более
широкие.
Купола
формировались
локаль
но на
дне
умеренной
глубины.
СОСТАВ
ТИПИЧНЫХ
УОЛСОРТСКИХ
ФАЦИй
Уолсортские
фации
приурочены
к
окраинам
шельфов,
залегая
в
виде
массивных
покровов
известняков,
или
к
областям
впадин,
где
они
раз
виты
в
виде
отдельных
крупных
микритовых
холмов
И
куполов.
На
рис.
У-I0
схематически
изображены
обе
формы
залегания.
Падения
слоев
в
сторону
впадины
на
флангах
купола
могут
колебаться
от
30
ДС!
50°;
эта
величина,
очевидно,
несколько
превышает
угол
естествен
ного
откоса
обычно
известкового
ила,
что
заставляет
предполагать
стабилизирующее
влияние
на
массу ила
какой-то
органогенной
пленки
или
войлокоподобных
организмов.
В
петрографическом
отношении
уолсортские
фации
Северной
Аме
рики
и
Европы
одинаковы.
Наиболее
детальные
исследования
куполов
Нью-Мексико
были
проведены
в
Англии
Бэтерстом,
Лисом,
Филкоксом
и
Шварцахером,
а
в
США
-
Прейем
и
МеЙерсом.
Только
четыре
основ
ных
типа
горных
пород
слагают
эти
фации,
хотя
они
могут
встречать
ся
в
весьма
различных
соотношениях.
П
е
л
и
т
о
м
о
р
Ф
н
ы
й и
з
в
е с
т
н
я
к
или
в
а
к
с
т
о
у
н
(табл.
XXI).
От
50
до
80%
объема
купола
сложено
сгустковым,
слабо
глинистым
пелитоморфным
известняком.
По
оценке
Прейя,
около
2/3
объема
по-
12
3ак.
1811'77