Уилсон Дж.Л. Карбонатные фации в геологической истории
Подождите немного. Документ загружается.
тий
рельефа,
как
структур
но-тектонических,
так
и
геоморфологических.
Наращивание
карбонатных
толщ
в
горизонтальном
направлении
(ак
креция)
может
происходить
вдоль
любого
резкого
перегиба
склона,
являющегося,
возможно,
отражением
разрыва
в
фундаменте.
Рост,
раз
начавшись,
обычно
происходит
непрерывно
и
быстро.
Топографический
контроль
развития
голоценового
барьерного
рифа
рассматривается
в
работах
Пёрди
[293, 294],
который
связывает
его
с
позднеплейстоцено
вой
карстовой
поверхностью,
а
также
с
залегающими
на
глубине
тре
тичными
разрывами.
Кроме
того,
области
впадин
обычно
содержат
многочисленные
участки,
где
распространены
небольшие
округлые
или
эллиптические
карбонатные
постройки,
возникшие
в
результате
из
бирательного
накопления
карбонатов
на
незначительных
топографиче
ских
поднятиях.
Заметим,
что
линии
или
вытянутые
участки
таких
островершинных
холмов
или
рифов
известны
в
нескольких
впадинах,
которые
рассматриваются
в
главах
IV
и
v.
Положение
их,
возможно,
структурно
обусловлено
разрывами
в
фундаменте
или
смещением
бло
ков.
Известно,
что
массивные
«шапки»
карбонатных
пород
венчают
ра
стущие
соляные
купола
в
Мексиканском
и
в
Персидском
заливах.
В
последнем
случае
первичный
рельеф
с
размахом
всего
лишь
в
не
сколько
метров
достаточен
для
того,
чтобы
вызвать
быстрое
накопле
ние
чистого
СаСО
з
над
приподнятыми
участками.
Цикличное
и
регрессиено-повюряющееся
осадконакопление
Чередование
осадков
впадины
и
шельфа
в
разрезе
возникает
тогда,
когда
постройки
скраины
шельфа
вокруг
впадины
формируются
одно
временно
с
периодическими
колебаниями
уровня
моря,
особенно
если
климат
и отсутствие
возвышенного
рельефа
на
примыкающей
суше
способствуют
процессу
образования
карбонатных
отложений.
Рис.
11-20
показывает,
что
в
течение
высокого
стояния
уровня
моря
обломочный
материал
не
поступает на
окраину
шельфа,
улавливаясь
за
Окраина
Впадина
шепыра
Wельср
---~"-------~~~_---:_~"-------
Уровень
мор"
А
~epeГOBa"
Л"Н,.,"
А
(Е
I
тА
Уровень
мор"
В
~д
_д
.
.
...
~:L.ЛЛ-Л---
•••••
••••••••••
л-,-Л.LЛ..L
........
. . .. . .
. . . . . . .. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
Стация
накоплен'иSl'
jОб~ОМОЧНЫХ
пород-
НИ3КИЙ
уровень
моря,
береговая
линия
вбпиви
окраины
шелы::ра
Рис.
11-20.
Стратиграфическая
модель
циклического
и
регрессивного
осадконакопления.
По
Мейснеру
[242,
рис.
7],
с
разрешения
Геологического
общества
Западного'
Техаса
58
много
миль
до
нее у
береговой
линии.
В
чистых
шельфовых
водах,
об
разование
карбонатов
и
накопление
осадков
в
результате
биологиче
ских
инеорганических
процессов
протекают
особенно
интенсивно;
в
свя
зи
с
этим
быстрая
аккумуляция
происходит
на
шельфе
и
шельфовой
окраине
и
почти
не
происходит
в
пределах
впадины.
Если
уровень
моря
остается
высоким,
карбонатная
окраина
шельфа
наращивается
в
сто
рону
моря,
сопровождаясь
регрессивной
последовательностью
отложе
ний
нескольких
фациальных
поясов
шельфа
(известковые
пески,
ла
гунные
известковые
илы,
отложения
приливной
равнины
и
соленых
ла
гун
и
себхи).
В
это
же
время
'аккумуляция
осадков
в
глубоководной
впадине
осуществляется
за счет
пелагического
и
приносимого
ветром
материала,
отлагающегося
в
эвксиничных
условиях.
Кроме
того,
у
под
ножия
воздвигаемой
платформы,
возможно,
происходит
накопление
тонкого
карбонатного
детрита,
сносимого
с
шельфа.
Прогибание
впа
дины
в
это
время,
очевидно,
не
компенсируется
осадконакопленисм,
хотя
во
многих
случаях
на
дне
впадины
повсеместно
отлагаются
мало
мощные
темные
известняки.
Следующая
фаза
осадконакопления
протекает
при
снижении
уров
ня
моря.
Реки
перерабатывают
обломочный
материал,
особенно
когда
наклон
прилегающей
суши
имеет
возрастающий
градиент.
Пески
и
гли
нывыносятся
по
каналам
через
шельф,
минуют
шельфовую
окраину
и
накапливаются'
во
впадине,
заполняя
ее
и
сглаживая
рельеф,
возник
ший
в
предшествовавшую
фазу
высокого
стояния
уровня
моря
и
кар
бонатного
осадконакопления.
Геологи
все
отчетливее
осознают,
сколь
обычным
может
быть
этот
тип
осадконакопления.
Модели
Мейснера
(рис.
Il-20, 21)
разработаны
на
основе
верхнепермских
отложений
впадины
Делавэр,
а
первоначальные
представления
Ван
Сиклена
[384] -
на
пенсильванско-вулфкемпских
отложениях
восточного
шель
фа
'впадины
Мидленд.
Уилсон
[412, 416]
детально
описывает
этот
тип
осадконакопления
на
примере
верхнепенсильванских
отложений
впа
дины
Оро-Гранде.
Другими
примерами
могут
служить
эвапоритовые
заполнения
впадины
Парадокс
(средний
пенсильваний)
[272],
пермско
пенсильванские
отложения
гор
Глас
Маунтинс
[307],
девонские
слан-
Фаци«
Бернал
е-
01
::s:
с:;
::S:ID
=f'
'«1~
-е-:?
Ивохроны
-~=
Рис.
II-21.
Стратиграфическая
модель
циклического
и
регрессивного
осадконакопления
в
Периском
Рифовом
Комплексе
в
Нью-Мексико.
По
Мейснеру
[242,
рис.
8].
Показы
вает
повторение
нескольких
осадочных
циклов,
каждый
из
которых
состоит
из
«карбонатной»
и
«обломочной»
стадий.
для
наступающих
в
сторону
впадины
диах
ронных
и
регрессивных
фаций
использованы
названия
литофаций
группы
Артезия.
Иллюстрация
помещена
с
разрешения
Геологического
общества
Западного
Техаса
и
автора
59
цы
впадины
Альберта
[267]
и
миссисипские
отложения
впадины
Ил
линойс
[215].
Изучение
цикличного
и
ритмичного
осадконакопления
связано
с
широким
использованием
в
целях
корреляции
маломощных
маркирующих
горизонтов
в
отложениях
склона
и
впадины
и
с
установ
лением
одновозрастности
песчаников,
отлагавшихся
на
шельфе
и
во
впадине.
Корреляция
слоев)
расположенных
вдоль
окраины
шельфа
Обычно
послойная
корреляция
пластов
карбонатных
толщ
окраины
шельфа
затруднительна.
Прежде
всего
даже
плоскости
напластования
шельфовых
фаций
не
выдержаны
повсеместно
на
площади
и
местами
прерываются,
или
отложения
бывают
представлены
массивными
неслои
стыми
образованиями,
характерными
для
отдельных
органогенных
на
коплений
окраины
шельфа.
Кроме
того,
быстрая
смена
фаций
сопро
вождается
значительными
изменениями
мощностей, делая
корреляцию
литостратиграфических
подразделений
особенно
трудной
задачей.
Обычно
слои
известняков
увеличиваются
в
мощности
по
направлению
к
краю
шельфа
и
внезапно
утоняются
там,
где
они
погружаются
во
впа
дину.
Такие
крутосклонные
окраины,
характеризующиеся
быстрыми
изменениями
фаций
и
мощностей,
чрезвычайно
трудно
изучать
в
гео
логических
разрезах.
Это
справедливо
даже
для
наземных
обнажений,
в
которых
тектонические
разрывы,
приуроченные
к
перегибу
склона,
осложняют
корреляцию
важных
маркирующих
горизонтов.
Например,
несмотря
на
многолетние
исследования,
все
еще
существуют
разногла
сия
в
истолковании
причин
существования
значительного
рельефа
на
окраине
Куесга-Едь-Абра
(наземные
обнажения)
и
Фаха-дел-Оро
(Гол
ден-Лейн)
в
Мексике.
Согласно
преобладающей
точке
зрения,
этот
рельеф
синхронен
осадконакоплению,
однако
некоторые
опытные
гео
логи
отрицают
факт
существования
значительного
первичного
рельефа
на
этих
банках
и
связывают
наблюдаемую
картину
с
опусканиями
по
разрывам
[74].
Во
многих
отношениях
для
корреляции
в
пределах
шельфовых
окраин
с
рельефом,
возникшим
в
результате
осадконакопления
резуль
таты
бурения
более
убедительны,
чем
данные
наземных
исследований.
Применяется
четыре
метода:
1.
Прослеживание
маломощных
карбонатных
горизонтов
-
гори
зонты
могут
быть
прослежены
от
флангов
мощных
карбонатных
масс,
расположенных
на
прогибе
склона,
вниз
в
сторону
впадины.
Такие
маркирующие
пласты
погружаются
во
впадину
на
сотни
футов
и
могут
хорошо
прослеживаться
и
в
самой
впадине.
Они
наилучшим
образом
распознаются
на
диаграммах
электрического
или
радиоактивного
ка
ротажа
по
особым
формам
записи
и
обычно
рассматриваются
как
изо
хронные
поверхности
или
поверхности
осадконакопления.
Рис.
11-22
яв
ляется
отличной
иллюстрацией
использования
таких
маркирующих
го
ризонтов
при
подземных
корреляциях
вкрест
позднепалеозойской
шель
фовой
окраины.
Залегание
средневульфкемпских
отложений
здесь
по
казывает
наличие
первичного
склона крутизной
в
30.
2.
Корреляция
песчаниковых
и
алееролил-овых
слоев
-
там,
где
склоны
очень
крутые,
послойная
корреляция
может
оказаться
невоз
можной,
но
если
в
разрезе
устанавливается
цикличная
или
ритмичная
слоистость,
может
быть
использована
другая
методика.
Пласты
песча
ников
на
шельфе
могут
иметь
коррелятивы
в
песчаниках
впадины,
не
смотря
на
то
что
обе
эти
серии
могут
быть
разобщены
в
пространстве
60
о
1/4-
1/Z
!
о"
I !
иэохоона
Рис.
11-22.
Корреляция
электрокаротажных
диаграмм
в
области
средневульфкэмпской
окраины
шельфа
в
районе
месторождения
Келли-Снайдер,
округ
Скарри,
Техас.
По
Ван-Сиклену
[385,
рис.
2].
Показывает
клиноформу,
прослеживаемую
вниз по
склону
первичного
рельефа
в
направлении
от
построек.
Риф
Кэньон
расположен
близ
кров
ли
верхнего
пенсильвания.
Первичные
падения
в
кровле
рифа
Вульфкэмп
менее
30.
По
отношению
к
Вульфкэмпской
карбонатной
постройке
глубина
впадины
состав
ляла
около
150
м.
Оригинал
иллюстрации
опубликован
в
Бюллетене
Американской
ассоциации
геологов-нефтяников
(1958
г.)
вкрест
шельфовой
окраины.
При
низком
положении
уровня
моря
песок
может
в
виде
регрессивных
покровов
перекрывать
шельф
и
«перели
ваться»
во
впадину,
минуя
обнаженный
карбонатный
край
шельфа
по
каналам
или
переносясь
ветром.
Разрезы
с
многочисленными
пластами
песчаников
могут
обеспечить
хорошую
корреляцию.
Уоедительный
при
мер
такого
рода
рассмотрен
в
работе
Мейснера
[242,
с.
218,
фиг.
11
и
табл.
II],
в
которой
пески
Белл-Кэньон
коррелируются
с
шестью
пач
ками
песков
формации
Иэтс
вкрест
первичного
рельефа
с
размахом
400
м
(Пермский
Рифовый
Комплекс).
Другим
примером
является
корреляция
вкрест
рифового
фронта
UUвейцарской
Н)ры,
проведенная
Боллигером
и
Бёрри
[43].
3.
Палеонтологические
сопоставления
на
основе
зонального
расчле
нения
-
в
тех
случаях,
когда
это
возможно,
палеонтологические
данные
являются
решающими
для
подтверждения
корреляций,
проведенных
вышеописанными
методами.
Существенно,
что
впервые
значительный
первичный
рельеф
на
краях
впадин
был
установлен
в
верхнепалеозой
ских
отложениях
Западного
Техаса,
где
удалось
провести
жесткий
био
стратиграфический
контроль
на
основе
изучения
крупных
форамини
фер
-
фузулинид.
Двадцать
или
более
лет
тому
назад
среди
геологов
нефтяников
существовали
значительные
разногласия
в
отношении
оценки
определений
фузулинид
в
Западном
Техасе
и
Нью-Мексико.
Фузулиниды
обитают
преимущественно
на
шельфе
и
на
верхней
части
склона,
но
в
виде
обломочных
частиц
легко
сносятся
вниз
и
в
переот
ложенном
виде
слагают
известняки
у
подножия
склона.
Эти
слои
на
окраине
впадины,
очевидно,
не
могут
быть
древнее,
чем
находимые
в
них
фузулиниды,
но,
при
наличии
переотложенных
форм,
всегда
моло
же,
чем
содержащаяся
в
них
фауна.
Если
биостратиграфические
дан-
61
Моралиппо
500
1000
1500
2000
2500
Типичный
сейсмический
разрез
Моралилло-Серро-дэул
(Олд-Голден-Лейн)
.
о
1000
м
I....-J...-I
Серро-Азул
Рис.
11-23.
Сейсмический
профиль
через
западный
склон
банки
Голден-Лейн
к
югу
от
Тампико,
Мексика.
По
Гусману
[135,
рис.
5],
с
изменениями
ные
наносятся
на
тщательно
выполненные
профили
электрического
каротажа,
можно
прийти
к
выводу
об
аномальном
местонахождении
фуаулинид,
4.
Сейсмические
методы-
сейсмические
профили,
вероятно,
дают
наиболее
точные
данные
о
существовании
подземного
рельефа,
а
также
возможность
отличить
его
от
сбросовых
структур
и
тектонического
прогибания.
Гусман
[135,
рис.
II-23]
приводит
иллюстрацию
этого
на
примере
банки
Голден-Лейн
в
штате
Тамаулипас
(Мексика).
КАРБОНАТНЫЕ
ТОЛЩИ
ЭПИКОНТИНЕНТАЛЬНЫХ
МОРЕй
НА
ШЕЛЬФАХ
И
В
МЕЛКОВОДНЫХ
ВПАДИНАХ
И
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ИХ
СТРАТИГРАФИЧЕСКОГО
ПОЛОЖЕНИЯ
Между
сушей
и
окраиной
шельфа
обычны
как
однообразные,
так
и
ци
клические,
географически
широко
распространенные
маломощные
тол
щи.
Они
отвечают
условиям
открытых
или
замкнутых
морских
бассей
нов
и
условиям,
способствующим
накоплению
эвапоритов
(пояса
7-9
общего
спектра
карбонатных
фаций).
Они
выполняют
также
мелковод
ные
впадины
в
областях
кратонов;
в
этих
условиях
наблюдается
более
обширный
ряд
фациальных
поясов,
сменяющих
друг
друга
по
направ
лению
от
центра
впадины
к
шельфу,
но
эти
пояса
широкие
и
непра
вильные.
Геологи-нефтяники
издавна
называют
такие
толщи
«луковой
кожурой»
(onionskin)
или
«слоеным
пирогом»
(layer-cake).
Поверх
ность,
на
которую
отложились
эти
слои,
исключительно
плоская
и
име
ет
падение
лишь
20-30
см/км
(меньше,
чем
уклон
прибрежной
равни
ны
Nlексиканского
заливаt).
Это
характерно
также
для
поверхностей
внутренних
частей
современных
карбонатных
банок
и
современных
шельфов,
лежащих
на
континентальных
блоках.
По
аналогии
с
глубинными
на
современных
шельфах,
голоценовые
осадки
которых
весьма
напоминают
древние
известняки,
мы
можем
предположить,
что
в
геологическом
прошлом
шельфы
и
платформы
ши
риной
в
сотни
миль
были
покрыты
водами
с
глубиной
лишь
в
несколь
ко
десятков
метров.
Кроме
того,
опять-таки
в
соответствии
с
принципом
актуализма,
маловероятно,
что
приливные
течения
и
волновая
'дея
тельность
в
таких
широких
и
мелких
морях
была
очень
эффективна.
Однако
многие
отложения
Североамериканского
кратона
представлены
62
однообразными
толщами
протяженностью
в
сотни
миль,
и
эти
отложе
ния
обычно
включают
пласты
чистых
кварцевых
песчаников
и
пелле
товых
или
оолитовых
зернистых
известняков!
Они,
несомненно,
образо
вались
в
результате
деятельности
волн
и (или)
течений
и
все
же
широко
~аспространены
на
площадях
в
тысячи
квадратных
миль.
Но
в
таких
морях
с
небольшими
глубинами
и
горизонтальным
дном
энергия
волн
не
может
быть
велика,
а
приливные
явления
существенно
ограничены
[184].
Таким
образом,
указанные
отложения
сформировались,
вероятно,
при
отступании
береговой
линии
и
прибрежных
оолитовых
баров.
Изучение
механизма
накопления
известковых
илов
во
Флоридском
залив~
на
приливной
полосе
Багамских
островов
и
в
Персидском
за
ливе
подкрепляет
этот
вывод.
Шельфовые
области земного
шара
в
на
стоящее
время
покрыты
неглубокими
морскими
тропическими
водами,
что
явилось
результатом
поднятия
уровня
моря
в
поствисконсинское
время.
В
ряде
мест
в
этих
водах
образуются
тонкие
известковые
осад
ки,
главным
образом,
возможно,
за
счет
разрушения
водорослей
и
за
счет
истирания
известковых
раковин
разнообразных
организмов.
Эти
тонкие
осадки
непрерывно
переносятся
в
сторону
суши
суточными
и
нагонными
приливами
и
осаждаются
у
берега
в
приливной
зоне,
кото
рая
постепенно
наращивается
в
сторону
моря.
Регрессивная
последо
вательность
осадков
с
возрастом
около
4000
лет
хорошо
изучена
при
помощи
грунтовых
трубок
на
некоторых
из
островов
Андрос
И
В
Пер
сидеком
заливе.
Как
указывалось
в
гл.
1,
это
осадконакопление
было
особенно
быстрым
начиная
с
голоцена.
Таким
образом,
отступание
моря
по почти
горизонтальной
поверхности
происходит
обычно
при
спокой
ных
водах,
причем
илы
открытого
моря
перекрываются
слоями
зерни
стых
известняков,
которыев
свою
очередь
перекрываются
мелководны
ми
карбонатными
илами
и
эвапоритами
с
осадочными
текстурами,
ха
рактерными ныне
для
межприливной
зоны.
Если
только
такие
отложе
ния
не
формируются
приливами,
трансгрессирующими
ежедневно
на
сотни
километров
в
глубь
суши,
очевидно,
описанные
фации
и
их
соот
ношения
являются
результатом
миграции
условий
осадконакопления,
происходившей
на
протяжении
тысяч
лет.
Для
ознакомления
с
проис
хождением
карбонатных
фаций
на
таких
поверхностях
и
диахронным
характером
их
накопления
читателю
можно
рекомендовать
обстоятель
ные
работы
Шоу
[326]
и
Ирвина
[167].
Стратиграфы
различают
два
типа
подобных
образований:
однообразные
простые
литосомы
и
оса
дочные
циклы.
Выдержанные
однородные
простые
лихосомы
Область
Мидконтинента
Северной Америки,
включающая
впадину
Уиллисгон,
содержит
типичные
отложения
«слоеный
пирог»;
это
харак
терно
также
для
Русской
платформы
и
Аравийского
щита.
Некоторые
из
этих
литологических
подразделений
занимают
исключительно
широ
кое
пространство.
Крумбейни
Шлосс
[198,
с.
374-378]
рассматрива
ют
некоторые
из
них
как
изохронные
литологические
подразделения.
Изучение
фациальной
структуры
этих
слоев,
однако,
показывает,
что
вряд
ли
отложение
по.
крайней
мере
части
из
них
происходило
в
виде
одновозрастных
на
всем
протяжении
пластов.
Некоторые
из
пластов,
такие
как
косослоистые
морские
ортокварциты
и
глауконитовые
ооли
ТОБые
известняки,
представляют
собой
остаточные
(residual
или
lag)
накопления,
сформировавшисся
в
результате
повторных
морских
транс
грессий
и
регрессий
на
шельфах
при
относительно
медленном
осадко
накоплении.
63
~1
Рис.
II-24.
Карта
фаций
верхнего
ордовика
Северной
Америки,
иллюстрирующая
ши
рокое
распространение
единого
покрова
глинистых
карбонатных
пород
на
простран
ствах
Мидконтинента
и
Кордильерской
миогеосинклиналн;
по
Кларку
и
Стирну
[69].
В
пределах
Мидконтинента
и
в
западных
районах
это
подразделение
непосредствен
но
перекрывает
столь
же
ширско
распространенное
и
литологически сходное
подраз
деление
чистых
карбонатных
пород
-
формации
Ред-Ривер,
Бигхорн,
Вайола-Мон
'Гойя.
Мелкими
кирпичиками
покаааны
карбонатные
фации,
крупными
-
области
эро
зии,
где
это
подразделение
существовало
ранее.
Обращает
на
себя
внимание
дельта
Куинстон
в
Аппалачском
регионе
на
восточном
краю
кратона.
Иллюстрация
из
кни
ги
«Геологическое
развитие
Северной
Америки»
(2-е
издание);
помещена
с
разре
шения
авторов
и
издательства
«Рональд-Пресс»,
Нью-Иорк
Современное
распространение:
1 -
известняки,
3 -
мор-ские
глины,
4 -
морские
песчаники;
веро
ятно
отлагавшиеся.
но
ныне
эродированные
или
скрытые:
2 -
известняки,
5 -
морские
глины
Другие
простые
однородные
подразделения
могли
образовываться
на
широких
площадях
в
стабильных
морских
условиях;
они
состоят
из
пачек,
отложившихся
более
или
менее
одновременно.
Отложения
сред
него
и
верхнего
ордовика
к
западу
от
р.
Миссисипи
содержат
две
ли
тосомы,
которые
попадают
в
эту
категорию.
Мелководноморское
кар
бонатное
подразделение
Ред-Ривер
-
Вайола
-
Монтойя
и
перекрыва
ющие
его
сланцы
Сгони-Маунтин
-
Макокета
-
Силван
однообразны
в
фаунистическом
и
литологическом
отношении
на
обширной
площади,
простнрающейся
от
Гудзонова
залива
и
Манитобы
на
севере
до
Соно
ры
В
Мексике
-
на
юге
и
от
Миссури
до
Колорадо
в
широтном
направ-
64
лении
[198,
фиг.
10-15]
-
см.
рис.
11-24.
Нижняя,
карбонатная
часть
этой
пары
почти
повсеместно
характеризуется
коричневым
цветом,
пят
нистостью,
обусловленной
доломитизированными
ходами
илоедов
и
на
личием
специфической
фауны
ветвистых
кораллов
Receptaculites
и
на
утилоидей.
Колебания
ее
мощности
(100-200
м)
незначительны,
учиты
вая
необычайно
широкое
распространение
этих
слоев.
Останцы
верхней
части
нижнедевонской
толщи
(кремнистые
слан
цы
Кэмден),
простирающиеся
от
Теннесси
через
юго-западные
районы
США
до
Чихуахуа,
также
представлены
своеобразным
набором
пород:
светлыми
новакулитовыми
и
кремнистыми
известняками,
повсеместно
содержащими
одни
и те
же
виды
брахиопод
и
трилобитов.
Меловые
отложения
Уошига
в
Техасе
(верхний
альб
-
сеноман)
представляют
другое
широко
распространенное
трансгрессивное
под
разделение
карбонатных
пород,
довольно
однообразных
по
составу,
хотя
и
содержащих
примесь
глинистого
материала.
Согласно
правилам
осадконакопления,
изложенным
Ирвином
и
Шоу,
В
этих
эпиконтинен
тальных
морях
с
чистой
водой
можно
было
бы
ожидать
образования
выдержанных
подразделений,
представленных
карбонатами
и
эвапори
тами,
образовавшихся
в
изолированных
бассейнах
и
характеризующих
ся
постепенной
сменой
фаций
и
диахронным
залеганием.
действительно,
изменение
фаций
наблюдается
в
какой-то
степени
в
слабо
прогибающих
ся
впадинах
обширной
области
Мидконтинента
Северной
Америки,
где
эти
отложения
становятся
более
слоистыми
и
кремнистыми,
но
всегда
содержат
одну
и
ту
же
фауну.
Из
сказанного
следует,
что
такие
толщи
известняков
должны
были
отлагаться
медленно,
сопровождаясь
много
численными
перерывами
осадконакопления,
на
глубинах,
возможно,
в
несколько
сотен
футов,
в
гидрологических
и
климатических
условиях,
до
пускавших
в
какой-то
степени
циркуляцию.
Современной
модели
для
подобного
шельфового
осадконакопления
не
известно.
Карбонатные
шельфавые
циклы
Обычно
шельфовые
отложения
состоят
из
осадочных
циклов,
в
кото
рых
определенная
последовательнос-ть
типов
горных
пород
выдержи
вается
на
огромных
площадях.
Отдельные
пласты
в
таких
циклах
мо
гут
быть
прослежены
на
расстояние,
измеряемое
многими
милямнТ'в
нее
других
были
изучены
хорошо
известные
циклотемы
каменноуголь
ных
отложений
[90,
с.
4],
в
которых
чередование
обломочных
и
карбо
натных
пород
облегчает
распознавание
циклического
строения.
Одним
из
наиболее
интересных
результатов,
полученных
при
изучении
страти
графии
карбонатных
пород
за
последние
20
лет,
было
установление
того
факта,
что
большинство
мощных
известняковых
и
доломитовых
толщ
состоит
из
циклически
повторяющихся
слоев
и
не
являются
одно
родными.
Это,
8
частности,
справедливо
для
шельфовых
отложений
(см.
гл.
УН
иХ).
Цикличность
в
строении
разреза
обычно
устанавливается
после
детального
описания
и
измерения;
некоторые
основные
типы
горных
пород
могут
повторяться
в
правильном
порядке.
Этому
распознаванию
цикличности
может
помочь
применение
программ
для
компьютера.
Но
между
какими
типами
пород
наблюдается
наиболее
резкий
стратигра
фический
контакт?
Для
этого
выявляется,
субаэральным
ли
был
пере
рыв
в
осадконакоплении
или
подводным
(см.
гл.
111).
На
этой
стадии
интерпретации
возможно
выявление
истинно
циклической
(АВСВА)
или
ритмической
(гемициклической
-
АВСАВС)
повторяемости.
После
5
3ак.
181
65
того
как
циклы
выделены,
дальнейшая
работа
по
изучению
разреза
мо
жет
включать
повторный
отбор
образцов
и
более
детальное
изучение
микрофаций
и
осадочных
текстур
с
целью
более
точного
определения
условий
осадконакопления.
Несмотря
на
затраты
времени
и
усилий,
использование
понятия
циклотем
в
седиментологическом
анализе
имеет
несколько
преимуществ:
(1)
их
распознание
может
оказать
дополнительную
помощь
при
восста
новлении
обстановок
осадконакопления.
При
этом
одни
типы
пород
легче
интерпретируются,
чем
другие.
Установление
правильной
и
за
кономерной
последовательности
типов
пород
позволяет
распознавать
условия
осадконакопления
какого-либо
интересующего
нас
пласта
пу
тем
сравнения
с
условиями
образования
перекрывающего
и
подстила
ющего
слоев.
Например,
пеллетовый
калькаренит,
залегающий
между
слоями
биокластического
микрита,
вероятнее
всего
представляет
пер
вично
пеллегированный
известковый
ил
(пропущенный
через
кишечник
илоедов),
а
не
известковый
песок,
отложенный
течениями;
(2)
выделе
ние
осадочных
циклов
помогает
также
при
изохронных
корреляциях
в
пределах
данного
бассейна
осадконакопления.
Границы
между
цикла
ми
или
моментами
крупной
морской
трансгрессии
или
«наиболее
глу
боководного
осадконакопления»
при
корреляциях
использованы
Крум
бейном
и
Слоссом
[198,
с.
383-386];
(3)
распознавание
цикличности
отложений
помогает
предсказывать
распространение
фаций,
Закон
Вальтера
[391,
с.
979]
гласит,
что
фации
сменяются
в
аналогичной
последовательности
в
вертикальном
и
горизонтальном
направлениях.
Это
же
изложено
и
в
первой
половине
работы
Шоу
«Стратиграфия
И
время»
[326];
см.
также
Кугап
[73].
При
цикличном
строении
фацин
обычно
изменяются
закономерно
на
расстояниях
в
несколько
миль,
а
иногда
и
в
несколько
сотен
миль.
Распознавание
и
описание
правиль
ной
вертикальной
повторяемости
слоев
необходимо
при
построении
карт
литофаций.
В
шельфовых
отложениях
обычно
выделяется
три
типа
цикличе
ского
строения,
показанные
на
рис.
11-25.
Вертикальную
последователь
ность
слоев
в
пределах
цикла
можно
расчленить
на
три
главных
фазы;
отвечающие
определенным
условиям
среды:
нижнюю
терригенную,
среднюю
нормально
морскую
и
верхнюю
мелководную;
кроме
того,
устанавливается
заключительная
субаэральная
фаза.
Выделяются
сле
дующие
циклы:
1)
с
обмелением
вверх
по
разрезу
(евыполняюшаяэ
)
Известнвки
oQ
о о
ОО"?'
~
-=-:---:;:-
Иавестняки
Б~~@
отмелеи
ь
>
о
о
000
_ _ _
А
~
1"'
1"'
Транс-
~~~~T-
-----
Песча-
.,
.....
~
_~_~_
грессия
чеRные
=-=-=
Трансгре-
ники
>"»:~:~':':
П:~::-
~;
/и~:i~~i~~
,~~::
~::~~Ei:J,:.:;
.~.
I1~:Щ"
.~'.
'уголь
.
Об~оМочно-Кар60нат-
Пенсипьванские
Йордейлские
НЬ(~д~:~ный)
циклы
циклы
2~~~~~~ая
I
ИзвеСТН5!
ки
о
о
о
о
00
о
w
О О
О
00
000
отмелеи
о
о
о
о о о о
Нормально-
O;;ooO~Oo
морские
1"' 1"'
иввестняки
1"' 1"'
1"'
Транс-
Глины
=.===-=
греесия
кар69натно-эвапори
товыи
цикл
(выполнение)
Рис.
11-25.
Обычные
типы
цикличного
осадконакопления.
Смена
слоев
обусловлена
в
основном
периодами
привноса
терригенного
материала
и
климатическими
измене
ниями,
сопровождаемыми
повышением
или
пониженнем
уровня
моря.
Поскольку
ме
ханизмы
многочисленны
и
до
некогорой
степени
взаимосвязаны,
теоретически
резуль
таты
могут
быть
сложным-и.
Установлено,
что
во
многих
местах
распознаются
и вы
держиваются
схемы,
подобные
показанным
на
рисунке;
это
означает,
что
чаще
все
го
действует
лишь
один
или
два
механизма,
приводящие
к
достаточно
пр
ост
ЬП,1
ти
пам
цикличности
66
карбонатная
или
карбонатно-эвапоритовая
последовательность
cyrцecT
венно
регрессивного
характера
(гл.
Х);
2)
терригенно-обломочные
и
карбонатные
породы
или
более
сложные
и
полные
обломочно-карбонат
..
ные,
подобные
тем,
которые
отмечены
на
позднепалеозойских
шельфах
Мидконтинента
(гл.
VH);
3)
с
трансгрессивной
нижней
карбонатной
и
верхней
регрессивной
терригенной
фазами.
Е
обширной
литературе
можно
найти
много
других
примеров
ци
..
кличиого
осадконакопления
[90, 243].
Микрофации
и
условия
осадко
..
накопления
нескольких
карбонатных
шельфовых
циклов
рассмотрены
в
гл.
Х.
По
наблюдениям
Кутана
[73,
с.
7]
большинство
мелководных
шельфовых
или
платформенных
циклов
асимметричны
или
ритмичны;
они
содержат
маломощную
трансгрессивную
часть,
часто
по
резкому
контакту
перекрываюшую
кровлю
подстилающего
цикла;
остальная
часть
постепенно
сменяется
вверх
по разрезу регрессивной
фазой,
вен
чающейся
мелководными
образованиями.
П
ричины
ЦИКЛИЧНОСТИ
шельфовых
отложений
Обширные
платформы
со
сбалансированными
процессами
осадкона
копления
и
прогибания,
с
поверхностью,
расположенной
близ
уровня
моря,
охватываются
повторяющимися
трансгрессиями
и
регрессиями.
Но
каковы
механизм
и
причины
цикличного
осадконакопления
на
та
ких
платформах?
Повторение
довольно
сложной
последовательности
осадочных
пород
свидетельствует
о
ряде
определяющих
причин.
Эти
причины
рассмотрены
в
столь
многих
научных
статьях
и
учебниках,
что не
описываются
детально
в
данной
книге
(см.
список
литературы).
Разнообразные
гипотезы,
которые
можно
использовать
для
объяснения
обычно
наблюдаемых
схем,
включают:
1.
Устойчивое
прогибание,
сопровождающееся
независимым
внеш
ним
(всемирным)
механизмом,
обусловливающим
повторяющиеся
ко
лебания
уровня
моря.
Прогибание
в
сочетании
снезависимым
эвстати
..
чески
м
повышением
уровня
моря
приводит
К
относительно
быстрой
трансгрессии:
а)
эвстатические
изменения
уровня
моря
связаны
с
ледниковыми
периодами,
например
в
плейстоцене
и
позднем
палеозое;
Ь)
эвстатические
изменения
уровня
моря
обусловлены
периодиче
скими
тектоническими
движениями
плит.
2.
Устойчивое
прогибание
и
стабильный
уровень
Мирового
океана
в
сочетании
с
внешним
механизмом,
обусловливающим
повторение
пе
риодов
заполнения
бассейна
осадками
и
прекращения
осадконакопле
ния
в
связи
С
окончательным
заполнением
осадочной
ванны:
а)
периодическое
расширение
и
сужение
морских
площадей,
слу
ж
ащих
источником
известковых
илов,
через
сооружение
карбо
натных
покровов;
Ь)
периодические
климатические
изменения,
контролирующие
раз
витие
рифов
или
карбонатных
банок,
что
в
свою
очередь
обус
ловливает
ограниченную
циркуляцию
и
создает
условия,
благо
приятствующие
накоплению
в
бассейне
эвапоритов;
.с)
периодические
климатические
изменения,
воздействующие
на
области
сноса
терригенного
материала,
и (или)
периодическое
смещение
дельтовых
рукавов,
вызывающее
чередующееся
уда
ление
и
приближение
источника
обломочного
материала;
,d)
тектонические
движения
удаленных
областей
суши,
вызывающие
изменение
продольного
уклона
водных
потоков
и
колебания
в
поступлении
обломочного
материала
в
бассейн.
Е*
67