Уилсон Дж.Л. Карбонатные фации в геологической истории

Подождите немного. Документ загружается.

Растлер

Са.М,ДО-

KaCTI-IЛЬ

Тенсчлп

Сеаер

Пан

AmepI-Iкен,

N!!1

США

милпер

Чам6ерс

101

KehheAI-I,

BIofJ1bSlMC

двннкен.,

N!!1

Мlofллер-tpед

бvффало

N!B-1ZБайw

KapnePt

N!1

МА

ЕСтеитс

Шелл,

N!!1

КЬЮЭРИХО

Плайнс

юнит

Севен-Ривер

Мак

Фарпанд,

N21-5

праЙ,с-СРед

Эдд'

л,

СО

Нью-МексlolКО,

N!!

СО

КаЛlofср-Фед

Шелл

Шелл,

N!!

1-д

Мlofдлё10Н-Фед

N!!1-Z

Биг

Э,IlДИ

ЮНИТ

Шелл.

N!,1

бнг

Эдди

юнит

Юг

Ричардсон

ьвсс,

q,едераль-Фидел

рее

всего

происходило

НИJКней

части

склона

условиях

спокойных

вод.

Положение

микритов

остается

неясным

из-за

трудности

проележи

вания

границ

слоев

отдельных

осадочных

тел и

гиганских

размеров

обнажений.

Начало

решению

этого

вопроса

было

положено

Смитом

[240

который

проследил

органогенную

структуру

мшанок

нескольких

плохо

обнаJКенных

каньонах

интерпретировал

окраину

шельфа

ка

честве

экологического

рифа.

Три

интерпретации

профиля

показаны

Данхэмом

на

рис.

VIII-9:

это

гипотезы:

барьерного

рифа,

непрерывного

склона

краевого

купола.

Автор

считает

(вслед

за

Данхэмом),

что

известковистые

песчаники,

занимающие

наиболее

высокое

положение

на

профиле,

являются

фацией

барьерных

островов,

«рифовые»

ваксто

уны,

богатые

губками,

Tuaiphytes

вытянутыми

пустотами

(еоргано

генные

рифы»

Ньюлла

др.)

осадки

нижней

части

склона.

Пермский

Рифовый

Комплекс

при

подобном

рассмотрении

может

быть

отнесен

шельфсвой

окраине

первого

типа,

накоплением

илов,

богатых

организ

мами,

ниже

по

склону

(см.

гл.

ХII

Уилсона

[417]).

Представление

Данхама

о том,

что

осадки

становятся

консолидированными

резуль

тате

ранней

днагенетической

цементации,

не

благодаря

связующей

роли

организмов,

обсуждается

ниже,

Проблемы

колебания

уровня

моря.

Силвер

Тодд

[337],

Мейснер

[242]

установили,.

что

циклическое

инециклическое

осадконакопление

может

при

водить

резким

изменениям

.пермских

фаций

от

карбонатно

эвапоритовых

шельфовых

окраинно-шельфовых

до

преобладания

пес

чано-алевролитовых

слоев

во

впадине.

Работа

Данхэма

[95]

посвящена

ключевым

фациям

Гваделупских

гор.

Так,

тонкие

темные

известняки

прогиба

могут

быть

прослежены

на

склоне

шельфовой

окраины

через

массивные

валунные

осыпи

вакстоунами,

богатыми

окаменелостями,

что

свидетельствует

прерывистости

продуцирования

извести

неза

висимости

от

терригенной

аккумуляции.

Тонкозернистые

песчаники,

составляющие

основную

массу

осадков

впадины,

обычно

не

связаны

постепенными

переходами

карбонатами,

перекрывают

их

на

склоне.

Песчаники

продукты

разрушения

грани

тов

массива

Педернал,

расположенного

севернее;

эти

песчаники

мине

ралогически

тождественны

широко

распространенным

шельфовым

пес

чаникам,

таким

как

Иотес

Квин,

которые

переслаиваются

лагунно

приливными

осадками

платформ.

Они

должны

были

переноситься

через

массивную

карбонатную

окантовку

шельфовых

окраин,

лишенную

пес

чаниковых

слоев

(рис.

11-20

21).

Они

накапливались

при

морской

рег

рессии

и,

возможно,

переносились

ветром

сбрасывались

через

край

шельфа

прогиб

при

низком

положении

уровня

моря.

Перемещаясь

че

рез

островной

барьер,

они

частично

заполняли

пустоты

нем.

Большая

часть

песчаников

могла

поступать

прогиб

через

широкий

порог

на

его

северном

конце

[252].

Однако

прогиб

песчаники

проникали

по

кана

лам

нижней

части

склона

на

относительно

большой

глубине.

Рис.

VIII-4.

Меридиональный

разрез

по

линии

D-D'

гваделупских

(верхняя

сред

няя

пермь)

отложений

вкрест

простирания

северного

шельфа

Делавэрского

бассейна

(округи

Эдди

Ли,

Нью-Мексико).

Вертикальный

масштаб

футах.

Массивные

кар

бонаты

шельфовой

окраины

продвигаются

сторону

бассейна

на

расстоянии

миль

вкрест

простирания

шельфа.

Из

работы

Силвера

[337,

рис.

12],

разрешения

Амери

канской

ассоциации

геологов-нефтяников

шельфоные

эвапориты

карбонаты;

2 -

обломочный

материал

бассейне:"

3 -

карбонаты

шельфовых

окраин;

4 -

карбонаты

бассейна;

5 -

обломочный

материал

шельфа;

6-9

фузули

видный

контроль

(6 -

поздний

гваделупеан,

7 -

средний

гваделупеан,

8 -

ранний

гваделупеан,

9 -

леонардиан).

Цифры

КiP'YЖ!Ках

(слой):

Ламар,

2 -

Ма,к

Комбас.

3 -

Радер,

4 -

Пайнери,

5 -

Хеглер,

6 -

Манзанита

239

Данхэм

[95]

выдвинул

аргументы

пользу

больших

опусканий

уровня

моря

длительного

пребывания

над

уровнем

моря

шельфа

склона:

Широкое

распространение

структур,

свидетельствующих

ва

дозном

диагенезе

(пизолиты,

вигвамы,

гигантские

полигональные

тек

стуры,

жилы

друзами,

окончатые

структуры,

каличеподобная

ото

рочка

пустот),

результате

сводовых

поднятий

шельфа,

органогенных

его

рифов,

гипсометрически

ниже

накапливались

многие

десятки

метров

биокластических

пелитоморфных

известняков

вакстоунов.

Сегодня

подобные

структуры

обычно

находятся

условиях

литорали

испыты

вают

резкие

погружения

море

осушения,

также

обработку

метеор

ными

водами.

Каолинитизация

полевых

шпатов

песков

окраины

шельфа

алевритов,

выполняющих

пустоты

«органогенных

рифах»,

слоях

брекчий

осыпей

вдоль

фронта

построек

при

невыветрелости

полевых

шпатов

песчаниках

шельфа

прогиба.

Валунные

слои

нижней

части

склона

прогибе

включают

мно

гочисленные'

сцементированные

породы,

эродированные

из

нижних

ча

стей

склона.

Некоторые

из

этих

темных

валунов

были

недостаточно

уплотненными-

момент

переноса,

для

литификации

других

необходимо

субаэральное

обнажение,

что

подтверждает

обширные

опускания уровня

моря

(не

менее

чем

на

300

м.)

Другие

исследователи

рассматривают

эти

отложения

как

результат

действия

валунно-глинистых

потоков

ка

налах

на

фронте

шельфа

допускают,

что

блоки

возникли исключи

тельно

подводных

условиях

[168, 264].

некоторых

местах

склоновых

отложений,

особенно

слоях

осыпных

брекчий,

вторичная

доломитиза

ция

проявлена

широко.

слоях

обломочного

потока

Редер.

других

оползнях,

перемещенных

прогиб,

доломитовых

галек

не

установлено.

По-видимому,

доломитизация

проявлял

ась

позже

перемещения

валу

нов.

Различия

подводной

метеорной

цементации

слоях

Пермского

Рифового

Комплекса

является

проблемой,

решение

которой

возможно

лишь

свете

изучения

голоценовой

цементации

рифов

других

лито

ральных

осадков

субприливной

зоне.

Однако

следует

быть

осторож

ным

при

распространении

интерпретации

на

более

древние

слои

и вы

явление

роли

метеорных

вод

солях

шельфовой

окраины,

до

тех

пор

пока

не

будут

установлены

определенные

соотношения

между

типом

последовательностъю

цементации

карбонатными

кристаллами

диаге

нетическими

условиями

[317].

Грубый

пластинчатый

друзовый

це

мент

вытянутыми

пустотами

особенно

развит

спонгово-водорослевых

микритовых

фациях

несет

признаки

замещения.

lVlестами,

за

счет

включений,

он

имеет

темный

цвет

неясную

структуру.

него

могут

быть

включены

остатки

тонкого

биокластического

материала.

Цемент

обычно

формируется

позже

чем

волнисто-слоистые

тонкие

оболочки

пустот.

Грубые

волокнисто-пластинчатые

друзы

могут

образовывать

псевдоморфозы

кальцита

по

арагониту.

Большие

массы

последнего

об

наружены

Гинзбургом

Джеймсом

[128]

на

склоне

современного

рифа

Рис.

VIII-5.

Карта

литофаций

изопахит

отложений

групп

Артезиа

Делавэрских

гор, а

также

их

эквивалентов

на

юго-западе

Соединенных

Штатов.

По

Мейснеру

[242,

рис.

3],

разрешения

Геологического

общества

Западного

Техаса

1 -

группа

Артезиа

(показана

фация

Карлсб

ад):

/-5

формации

(1-

Тенсилл,

2 -

Иогес,

з

Севен

Ривен,

4 -

Квин,

5 -

Грейбург):

11 -

группа

Делавэр:

6-8

формации

(б

Бел

Каньон,

Шерри

Каньон,

8 -

Браши

Каньон)

Зак.

181

241

:J:

:s:

а.

-е-

Кастиль

а.

)(

а.

(1)

J-----f~

с:

:»

11;1

РАЗРЕЗ

ПРОГИБА

-------

ИЗВ-КИ

Гетавей

§2

I{~{\~~'ilз

t====:)ч

Зона

Parabouttonla

Зона

Parafusullna

РДЗРЕЗ

ШЕЛЬФО80Й

ОКРАИНЫ

•

-г-

ЗОна

Polydlexodlna

RИФЫ

Сан

Андрее

Уровень

Песчаники

Иотее

ВерхнSlЯ

часть

фм.

Сан-Андрее

-_-

Сланцы

Глориета

(погребены

под

более

молодыми

породами)

Фм.

Квин

Фм.

Севен

Ривер

Фм.

Грейбург

РАЗРЕЗ

ШЕЛЬФА

(СОСТО\о1т

ИЗ

пририфовых

фаций)

Саладо

:s:

Сланцы

боуэре

ивв-ки

Пайнери

ИЗВ-КИ

Хеглер

..Jiiiii:;,t~I-------I

J.------I;:::;z;::;;+:;I.------,..,...---(....---:---+--+-:т--т+-.""-

:::

::..:

~~~~;~I::~а;:~::;езиа

Шаттак)

nОол;;ОВЫЙ"_

~:~~~a

t:-I-

~~Щ!I

---

ИЗВ-КИ

СоутВеллс

Иесо

(I<лиар

Форк)

Сланцы

Лоу

ко

Хилс

Песчаники

Премьер

1-J.------fZ:tp:1CIpI

Слан

цы

Ло~~т~

.с

а.

U:I

с'

Рис.

VIII·6.

Типичные

стратиграфические

разрезы

верхне-

среднепермского

рифового

комплекса

вблизи

шельфевой

ок

раины

вокруг

Делавэрекого

бассейна,

Нью-Мексико.

Корреляция

основана

на

литологических

признаках

основных

фу.

эулиновых

зонах.

Рельеф

поверхности

седиментации

не

отражен.

Сравните

рис.

VIII·7,

на

котором

на

основании

этого

разреза

построена

стратиграфическая

модель.

Линия

разреза

покааана

на

рис.

VIII-5.

По

Мейснеру

[242,

рис.

1],

разре

шения

Геологического

общества

Западного

Техаса

1 -

известняки;

2 -

доломиты;

3 -

песчаники

алевролиты;

4 -

сланцы;

5 -

кремнистые

породы

Северо-западный

шельф

Делавэрский

бассейн

-------------------"---------------------__,"r--------Л----

....

""'

Фм,

Бернал

F31

JVX"Vl

h5В

l:x':::::::=ls

o~a

10001300

футы

Рис.

VIII·7.

Меридиональный

разрез

через

горы

Сангре-де-

Крйсто

Нью-Мексико

Делавэрекому

бассейну.

Верхне-сред

непермские

отложения

ГРУП1п

Артезиа

Делавэрских

гор.

Восстановлен

первоначальный

рельеф

период

осадкона

нопления.

Линия

разреза

показана

на

рис.

VIII-5,

стратиграфическая

основа

на

рис.

VIII-6.

Все

иллюстрации

из

ра

боты

Мейснера

[242,

рис.

1-3],

разрешения

Геологического

общества

Западного

Техаса

1-5

фации

[J -

Бернал:красяые

сланцы

(глины)

песчано-алевролитовые

породы,

2 -

ЧОК

Блаф

(эвапоригы),

3 -

Карлсб

ад

(доломи

ты

серые

песчано-алевритовые

породы),

4 -

рифовые

(доломиты

известняки),

5 -

Делавар

(серые

песчано-алевритовые

породы)].

Фа

циальные

гряиичы

большинстве

случаев

не

отражают

возраст

C"I

•

])---

:х:

«s

:с

а.

о,

....

«s

с::;

Белизе

ниже

поверх

ности.

Микритовая

волнис

то-слоистая

корка

возмож

но

магнезиального

кальци

тового

цемента

установлена

Лендом

[202]

Гинзбургом

др.

[130]

на

Ямайке

Бермудских

островах.

Дан-

хэм

[95]

отмечал,

что

оба типа

цемента

как

пермском

рифовом

комп

лексе,

так

Доломите,

сходны

определенными

осадками

пустот.

Можно

сделать

вывод

воздейст

вии

на

эти

осадки

лито

рального

диагенеза.

Он

мог

быть

связан

ЗОной

волно

вых

брызг,

насыщением

морской

водой

при

высоких

приливах,

смешением

ме

теорными

грунтовыми

дождевыми

водами

усло

виях

резко

сезонного

климата.

Структуры

кали

че,

так

же

как

толстые

це

ментные

корки,

могут

быть

обусловлены

или

атмосфер

ными

осадками

или

пресной

водой.

Открытие

Пер

сером

Лорюсом

{298]

широкой

зоны

брызг

связанной

ней

арагонитовой

цемента

цией

вдоль

побережья

Тра

сид

может

оказаться

важ

ным

оценке

типов

цемен

та,

наблюдаемых

перм

ских

рифовых

фациях.

Проблемы

биологиче-

ского

состава

«органоген

ных

рифов».

Книга

Ньюэл

ла

др.

[264]

бесценна

при

описании

органогенного

со

става

Пермского

Рифового

Комплекса.

Самые

верхние

известковистые

песчаники

конца

пер

ми,

слагающие

гребневые

части

шельфовых

окраин,

состоят

почти

ис

ключительно

из

скопления

дазикладаций

ориентированных

фузули-

нид

многочисленными

рассеянными

моллюсками

особенно

крупны

ми

толстостенными

гастроподами.

Биота

шельфовых

известковистых

песчаников

ограничена

несколькими

моллюсками,

остракодами,

каль

цисферами

строматолитовыми

водорослями.

Подобный

биологический

244

Застойный

прогиб

Тыловой

риф

Риф

Осыпной

- - - - - - - - - - - -

.-!1~~~

- -

~-ог.:.J

С'КЛОН,рИфо-

Осадки

зоны

РИфр-

'ВИ~

!i:3'

вые

осыпи

повышенной

солености

ВЫИ

IoTMe·I~5.1

обломки

детрит

lЛЬ

'tТ

_:.1

--..J

Ar---------------

........

.......

---....------

по

Кингу

(187,

табл.

7D)

Бел

кан ЬОН

: .:::: :::::::: ::::::::

Мелкое

море

Br------~----------....,----~--------

800

ЧОО~

1 2

км

ПРОВИНЦИ"

тылового ри-

фа(соленость.l

от

П08ыwенноИj

до

высекойт

ПрОВИНЦИ"

рифовой

зоны

(солеНОСТl;не

препягствую

щая

жизни

организмов)

ДОЛОМИТЬI

Карлс6ад

Пре,а,рифова'1l

ПРО8ИН

ЦИSl

(нормальное

море)

поЛонгу,1937,

рис

51-1

Рис.

VIlI-9.

Профили

Пермского

Рифового

Комплекса

вдоль

шельфсвой

окраины.

Из

работы

Двнхэма

{95,

рис.

гипотеза

барьерного

рифа,

гипотеза

непрерывного

склона,

гипотеза

краевых

куполов

Рис.

VIII-I0.

Карта

Доломитовых

Альп

Южном

Тироле,

Италия,

отражающая

ло

кализацию

главных

триасовых

карбонатных

банок.

Составлена

по

обзорной

карте

Боселлини

Росси

[47,

рис.

1].

Линии

со

штрихами

указывают

на

края

карбонатных

платформ,

установленных

по

выклиниванию

слоев

передовых

склонов

наличию

осыпей.

Локализация

банок

по

Леонарди

[214]

состав

указывает

на

анормальные

условия

(или)

колебания

солено

сти

температуры

воды.

За

исключением

фузулинид,

которые

жили

от

гребня

до

средней

части

склона

были

перемыты

песчаных

отмелях,

фауна

эвригалинная.

Многочисленные

дазикладации,

вероятно,

указы

вают

на

чрезвычайно

мелкие

воды.

Во

многих

местах

составе

органогенных

рифов

преобладают

осо

бые

маЛОПО.l!вижные

бентосные

биоты

примитивных

форм,

которые

спо

собны

выдерживать

значительные

вариации

морских

условий.

Они

включают

многочисленные

Solenopora,

зеленые

водоросли,

гидроидные,

Tubiphytes

губки.

Примитивные

прикрепляющиеся

формы

водорослей

(или)

фораминифер

образуют

лоскутные

баундстоуны

содержат

вы

тянутые

пустоты,

которые

впоследствии

заполнялись

слоистыми

ко

рочками

или

грубыми

друзами

кальцита.

Роль

сине-зеленых

водоросле

вых

строматолитов

«органогенных

рифах»

трудно

оценить,

потому

что

многие

структуры,

которые

раньше

определялись

как

водорослевые,

представляют

собой

неорганические

инкрустации,

возникшие

резуль

тате

вадозных

процессов,

или

даже

микриговый

кальцитовый

цемент.

Губки

(сиконы,

сфинктозоа

или

четковидные

формы)

преобла

дают;

размеры

их

превышают

несколько

сантиметров.

позднеперм

ских

«органогенных

рифах»

кораллы

практически

отсутствуют.

Обломки

или

целые

раковины

нормальных

морских

(стеногалинных)

форм, таких

как

брахиоподы,

мшанки,

криноидеи

криптостоматовые

мшанки,

ме

стами

многочисленны

представлены

обычно

формами,

хорошо

при

способленными

жизни

базиса

волновой

активности

или

ниже.

тре

щинах

или

больших

пустотах

находят

толстостенных

наутилоидей

ежей.

Большая

часть

«органогенного

рифа»

сложена

пелитоморфным

известняком

известковым

алевритом

(до

50%

по

объему).

Микрито

вая

основная

масса,

придонные

прикрепляющиеся

формы,

тонкие

формы

мшанок

губок

разнообразная

морская

нормальная

246

биота

верхних

массивных

известняках

ука~ывают

на

очень

специфи

ческие

условия,

преобладавшие

при

формировании

пород,

которые

Ньюэлл

другие

рассматривали

как

типичные

рифовые.

Необходимы

значительно

более

детальные

исследования

вертикальной

зональности,

таксономии

особенностей

форм

роста

этих

организмов

для

того,

чгобы

составить

полное

представление

об

условиях

осадконакопления.

Огра

ниченность

вариететов

примитивный

характер

придонной

прикрепля

ющейся

фауны

во

многих

органогенных

рифах

может

быть

результатом

переливания

сильно

соленой

воды

через

барьер

песчанных

отмелей.

Бы

строе

увеличение

вниз

по

склону

количества

окаменелостей

нормальных

морских

организмов

(мшанок

брахиопод)

указывает

на

воды

откры

того

моря.

Практически

вся

хорошо

известная

пермская

фауна,

включа

ющая

придонные

«реликтово-рифовые»

брахиоподы,

Leptodus

рихто

фениды,

собрана

пределах

этих

склоновых

осадков.

настоящее

время

выявлены,

по-видимому,

неоспоримые

доказа

тельства

того,

что

тип

осадконакопления

особенности

органического

вещества,

наблюдаемые

«рифовых

породах»

Капитан,

не

связаны

волновой

абразией

массивного

органогенного

барьера.

Более

вероятно,

что

губково-водорослевые

микриты

отражают

накопление

спокойных

водах.

Но

распространялась

ли

эта

обстановка

на

нижнюю

часть

скло

на,

или

склон,

на

котором

существовали

губки

другие

прикрепляю

щиеся

организмы

условиях

борьбы

за

существование

на

известкови

стом

илистом

субстрате,

достигал

глубин

всего

несколько

десятков

метр-ов

мористее

ниже

обнаженных

гребней

песчаных

баров?

Послед

нее

предположение,

согласно

профильным

исследованиям,

более

вероят

но,

хотя

более

детальное

полевое

изучение

необходимо.

СРЕДНЕТРИАСОВЫЕ

КАРБОНАТНЬiЕ

ОБРАЗОВАНИЯ

ДОЛОМИТОВЫХ

АЛЬП

Захватывающий

пейзаж

Доломитовых

гор

на

юге

Альп

(Южный

Ти

роль

Италии)

давно

вдохновлял

очаровывал

альпинистов,

лыжни

ков

геологов.

Огромные

массивы

отбеленных

известняков

поднимаются,

подобно

башням

громадным

замкам,

рассекая

плато

темно-зеленых

лугов

темных

почв.

Крутой

вертикальный

рельеф

этих

крупных

масси

вов

достигает

по

амплитуде

более

чем

1000

м:

многие

из

гигантских

скал

сохранили

почти

неизменными

структуры

первоначального

осадконакоп

ления

карбонатные

постройки

среднетриасового

возраста.

Доломито

вые

Альпы

исследовались

качестве

модели

ископаемых

«рифов»

почти

столетие.

Работа

Мойсисовича

«Венские

Южно-

Тирольские

доломито

вые

рифы»

[248]

остается

классической

истории

геологических

иссле

дований

подобных

явлений.

Доломитовые

Альпы

расположены

на

севере

Италии,

восточнее

до

лины

р.

Адидже

южнее

перевала

Бреннера

на

границе

Италии

Ав

стрии

(рис.

-1

11).

структурном

отношении

они

принадлежат

слабо

деформированным

Южным

Альпам,

которые

отделены

от

глав

ного

пояса

Альпийских

деформаций

линеаментом

Гьюадекария

важ

ной

разломной

зоной.

Большие

мощности

карбонатных

построек

вул

канические

накопления

основных

эффузивов

воКрут

них

указывают

на

геосинклинальное

прогибание

на

внешнем

континентальном

шельфе

[35

Область

прогибания

представляла

собой

блок,

ограниченный

раз

ломами

течение

триаса,

карбонатные

банки

особенно

интенсивно

развивались

вдоль

граничных

разломов.

247