Обстановки осадконакопления

 

Некоторые планктонные группы одноячеистых организмов (диатомеи, кокколиты и др.), обитая в приповерхностных слоях вод, распространены широко, в том числе в открытых океанах. Их присутствие в биогенной составляющей осадка вместе с другими планктонными формами, такими как фораминиферы, радиолярии, может указывать на седиментацию в глубоководных условиях. Характерно, что влияние глубины бассейна на состав и распределение бентоса происходит опосредованно, через освещенность, температуру, газовый режим.

 

Индикатором глубины морского бассейна может служить и состав аутигенной минерализации. Например, глауконит, гидроксиды железа образуются на небольших глубинах и в бассейнах нормальной солености.

 

Обстановки морского и океанического осадконакопления. Подводно-равнинная область.

При выделении обстановки осадконакопления учитывается место  и способ отложения осадков, характерные  физические, фиизко-географические, химические и биологические условия накопления осадочного материала. Резкие границы между обстановками осадконакопления отсутствуют.

 

Выделение обстановок морского осадконакопления существенным образом  связано с рельефом морского дна. Для морского и океанического  осадконакопления важное значение имеют положение области седиментации относительно берега, относительные глубины и уклоны дна, характер движения воды (волнения, течения, их направление), органические остатки и х скопления, характеристика вод (химизм, соленость и др.).

 

Известно, что в строении морского бассейна осадконакопления выделяется примыкающая к берегу мелководная область шельфа, погружающийся под различными углами континентальный склон, который может осложняться островными дугами, океаническое ложе, впадины, глубоководные желоба.

Существуют специальные  подразделения обстановок морского и океанического осадконакопления, выделение которых учитывает  всю совокупность факторов, определяющих накопление осадочного материала в  данном подразделении. Выделяют неритовую, батиальную и абиссальную обстановки.

Неритовая обстановка охватывает область континентального шельфа от линии отлива до глубин 180-200 м. Характерна для краевых мелких эпиконтинентальных морей. По внешнему краю континентального шельфа проводится граница предконтинентальной мтупени с континентальной. Предконтинентальная ступень общего рельефа Земли входит уже в область Мирового океана, обрамляющую континентальные плиты. Осадконакопление в этой области довольно тесно связано с континентом, движение осадочного материала направлено от континента к океану.

 

Континентальный шельф имеет средние глубины 130-150 м, иногда до 200-400 м. Наклон дна в его пределах составляет 1,7 м/км, или 0,1⁰. В условиях шельфа формируется широкая полоса прибрежных накоплений, находящаяся в сфере действия течений и волн. Литоральная обстановка – это краевая внешняя часть морского мелководья, которую часть литологов относит к переходной зоне между морской и континентальной областями. По Л. В. Пустовалову ее можно рассматривать как часть прибрежной зоны, занимающей промежуточное положение между морской и континентальной обстановками. При отливе дно моря в области литорали обнажается. Для осадконакопления в условиях литорали благоприятны пологие берега моря. У крутых берегов литораль практически отсутствует. Литоральные осадки отличаются изменчивостью. Они состоят из линзообразных прослоев галечника, песков, глин, углистого материала. У пологих берегов преобладает более мелкий обломочный материал. Ширина литорали около 1-1,5 км, в отдельных случаях до 12 км, глубина в момент прилива десятки метров. Форма биоценозов – толстостенные раковины, организмы, прикрепляющиеся ко дну, зарывающиеся в осадок. Характерно наличие гальки, кусков древесины, источенных сверлящими животными. В приливно-отливных условиях существуют кольчатые черви, крабы. В осадках литорали присутствует материал, принесенный с суши – остатки растений, животных, минеральные обломки, тонкий обломочный материал, доставленный ветром. Во время прилива море выносит на берег раковины морских организмов, раковинный детрит, живые организмы. Условия осадконакопления обусловили такие текстуры и текстурные признаки, как косая слоистость, следы ползающих, роющих организмов, трещины высыхания, волноприбойные знаки, знаки ряби, следы струй стекания.

 

Характерной особенностью литорали является размещение в ее пределах влажных низин, периодически заливающихся морем, с обилием растительности, с образованием скоплений торфа. В литоральной зоне тропического пояса мангровые заросли поставляют материал для углеобразования.

 

 

 

 

Тыловая часть неритовой  обстановки, ее иногда называют сублитораль, отличается хорошо выраженной дифференциацией осадочного материала. Крупные обломки остаются вблизи берега, мелкозернистый материал постепенно рассеивается по площади шельфа, в том числе, за счет действия донных течений. Отмечается хорошая сортировка материала, образование отмелей, песчаных кос, крупных песчаных гряд – баров, образующихся на месте перегибов дна. Для неритовой обстановки характерны заросли водорослей (подводные луга), органогенные постройки и барьерные рифы, известняки, состоящие из кораллов, водорослей, раковин донных организмов. Есть данные, что пределом существования водорослей являются глубины 40-60 м. Из осадков широко распространены пески, илы, глины, встречаются органогенные и реже химические осадки. Отражая динамику водной среды, в отложениях сублиторали отмечается косая, волнистая, линзовидная слоистость, размывы, внутрислоевые брекчии.

 

Батиальная обстановка господствует на глубинах от 200 м до 3 км и соответствует континентальному склону, крутому уступу  в рельефе дна океана. Уклон уступа от 4-5⁰ до 45⁰.

 

По составу батиальные отложения делятся на терригенные, вулканические, известковые илы  и илы смешанного состава. Для  обстановки характерны слабая освещенность, относительно низкие постоянные температуры, слабая гидродинамическая активность.

 

Господствующий тип развитых здесь живых организмов – планктон. Скелетные остатки планктона  образуют кремнистые (диатомеи, радиолярии), карбонатные (фораминиферы и др.) илы. Донные биоценозы опускаются лишь до глубины 500-600 м. Развитие планктона  и заметное поступление остатков планктонных организмов в осадок связано с возрастанием массы  воды из-за увеличения глубин бассейна. Намечается определенная зональность  в размещении осадков в области  действия батиальной обстановки. Во внешней наиболее мелководной части распространены алевритовые осадки, во внутренней – глинистые. Особенностью батиального осадконакопления является проявление оползневых явлений, образование турбидитов за счет перемещения полужидких незатвердевших осадков на участках крутого уклона дна. С турбидитными потоками перемещается, попадая в глубоководные части морского бассейна, более грубозернистый материал.

 

Абиссальная обстановка существует в центральных частях океанических бассейнов, в глубоководных желобах и котловинах с глубиной 2-3 км и более. Современная абиссальная обстановка в отдельных впадинах достигает глубин в 9-11 км.

 

 

Накопление осадков происходит здесь в условиях отсутствия света, при постоянных низких температурах (обычно менее +5⁰С), и под давлением, превышающим 150 кг на 1 см2. Отсутствуют растения, отмечается весьма малое количество бентосных форм организмов. В осадочном слое накапливаются растворенные в воде соли, частицы, осаждающиеся из суспензий, кремнистые и известковые раковины планктонных организмов. До глубин 4-5 км распространены кремнистые и карбонатные илы. На больших глубинах осадки представлены, в основном, скоплениями скелетов кремнистых организмов (диатомей, радиолярий), а также глобигериновыми красными и голубыми илами. Установлены кремнисто-марганцевые конкреции, которые Р. С. Безбородов считает характерными образованиями рассматриваемой обстановки.

 

 

Красная глубоководная глина  состоит из мельчайших, около 0,001 мм и менее, частиц гидрослюды, хлорита, монтмориллонита, сферолитов никелистого  железа космического происхождения, частичек гидроксидов железа. По В. Т. Фролову состав таких глин является в значительной степени результатом подводного выветривания (гальмиролиза), а сами они подводно-элювиальными гальмиролитовыми образованиями. Известковые илы глубоководной области так же, как и кремнистые, представляют собой органогенные осадки и подразделяются по составу организмов на глобигериновый ил и его фациальную разновидность – птероподовый. «Глобигериновый» ил – типичный пеланический осадок, состоящий из мелкозернистого кальцита, слагающего раковины фораминифер, кокколитофориды, и по виду напоминающий мел. Есть небольшая примесь донных раковин, глинистых минералов, скелетов кремневых организмов. Указывается на наличие признаков слоистости, оползней, перемещения осадков течениями. Птероподовый ил сложен остатками брюхоногих планктонных организмов. На больших глубинах накопление осадков осуществляется с небольшой скоростью, примерно 1 мм в тысячу лет и медленнее.

Обстановки континентального осадконакопления. Наземно-равнинная  область.

Важнейшими факторами, определяющими  накопление осадочного материала на континентах, являются рельеф и климат, текучие воды и ветер. Аккумуляция  осадков происходит в пределах отрицательных  форм рельефа. Различные типы понижений  определяют природу осадков и  в целом их пестрый состав. На суше более контрастно, нежели в  области морского осадконакопления, выражены изменения климата и  его влияние на осадконакопление. Так в Антарктике отрицательные  температуры достигают 88⁰С, в то время как в пустынях Ливии столбик термометра поднимается до отметки +60⁰С. Резкие колебания на земной поверхности характерны и для количества атмосферных осадков от 10-11 тыс. мм в год в тропиках до почти полного отсутствия в отдельных районах пояса пустынь. Отсюда разнообразие обстановок седиментации и типов осадка.

 

Дифференциация обстановок континентального осадконакопления включает выделение трех основных групп:

 

• обстановки равнин гумидного климата;
• обстановки равнин аридного климата;
• обстановки предгорных равнин и межгорных впадин.

Если при выделении  области седиментации первых двух групп  доминирует фактор климата, то для области  третьей группы на первый план выдвигается  характер рельефа.

 

Есть другой подход к выделению  обстановок осадконакопления. Обособляются наземные и водные обстановки. Среди наземных указываются пустынные, подножий гор и ледниковые; среди водных – речные, озерные, болотные, пещерные обстановки. Выделение наземных и водных обстановок основано на различии среды отложения материала: потоки, озера, болота в водных обстановках, воздействие ветра, либо глетчерного льда – в наземных.

 

Для всех видов континентального осадкообразования, включая наземно-равнинную  и водораздельно-склоновую область, характерны осадки следующих генетических типов:

 

• элювий, продукты выветривания горных пород, оставшиеся на месте своего образования;
• делювий, отложения, возникшие в результате накопления смытых со склонов дождевыми и талыми водами рыхлых продуктов выветривания, образуя «шлейфы», выклинивающиеся верх по склону;
• коллювий, продукты выветривания, смешенные вниз по склону под действием силы тяжести, в том числе в подводных условиях;
• пролювий, осадки, накапливающиеся у подножия склонов за счет выноса временными потоками;
• аллювий, отложения, формирующиеся постоянно действующими водными потоками в речных долинах.

Среди обстановок равнин гумидного типа наиболее характерной является аллювиальная обстановка. Отложения формируются в руслах речных потоков, связанных с ними пойм, их старицах. Собственно русловые накопления отличаются более крупными размерами обломков – от песка до валунов, и хорошей сортировкой. Состав, гранулометрия и размещение осадков различной зернистости, как и распространение алевритовых, алевропелитовых и глинистых накоплений поймы, связаны со стадией развития речной долины. Наиболее динамичная часть русла – стрежень, формирует скопления более грубого обломочного материала – крупнозернистый песок, гравий, галечник. На части русла, удаленной от стрежня, накапливаются более мелкозернистые осадки, в том числе пески прирусловой отмели. Песчаные русловые накопления равнинных рек имеют косую мульдообразную и перекрестную слоистость. Пойменные отложения слагаются наносами русла реки во время половодья. Максимальное развитие пойменной обстановки характерно для хорошо развитых речных долин.

 

Старично-болотная обстановка определяется возникновением застойных условий по мере отшнуровывания от основного русла реки стариц, образования водоемов мелкой стоячей воды и наличия низменных влажных пространств, покрытых обильной растительностью. Осадки стариц в нижней их части похожи на русловые отложения, в верхней же части разреза преобладают темно-серые до черных глинистые отложения, богатые органическим веществом. Для болот, возникших во влажных низменных ложбинах, на месте зарастающих озер характерно мелководье, ограниченная циркуляция и обильная растительность. Болотная обстановка может развиваться в зонах умеренного, жаркого, но обязательно гумидного климата, в условиях обводненности морской, солоноватой или пресной воды, что и определяет видовой состав растительности. В любом случае в осадочном комплексе данной обстановки доминирует биологическая компонента. Болотные осадки могут переслаиваться с озерными, пойменными, русловыми или морскими накоплениями.

 

Озерная обстановка отличается разнообразием условий осадконакопления. Различны размеры, формы и глубина бассейна, сила волнений и течений, солевой, газовый состав вод, биологические факторы, ландшафтные и климатические условия.

 

Отложения крупных озер равнин гумидного климата похожи на осадки внутриконтинентальных морей. Терригенные песчаные и гравийные накопления прибрежий к центру бассейна сменяются глинами, иногда органогенными и хемогенными осадками. Развивается фауна гастропод, пелиципод, остракод.

 

Обстановки равнин аридного климата отличаются широким развитием  водораздельно-склоновых комплексов отложений, слабо выраженной гидрографической сетью, локальным проявлением условий  заболачивания. Озерные обстановки здесь включают формирование содовых (Кулундинская степь), соленых озер (Баскунчак, Эльтон) при отчетливо выраженной связи состава минерализации с породами области сноса.