Крашенинников Г.Ф. Учение о фациях. Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

солености, пониженной против океанической,

и не

требуют тем-

ператур тропических морей.

Органический

мир,

населяющий рифовые зоны, чрезвычайно

богат. Особенно разнообразна жизнь

рифах Индийского

и Ти-

хого океанов,

биоценозах которых насчитывается

до 700

видов

рифостроящих кораллов.

тропической части Атлантического

океана

на

рифах насчитывается всего

видов таких орга-

низмов.

Рис.

40. Мелкие биогермы нижнего ордовика по р. Лене у г. Киренска

(по И. К. Королюк, 1968):

—

тонкослоистые алевролиты;

2 —

плоскогалечкые конгломераты;

3 —

карбонат-

ные брекчии;

4—

доломиты;

5 —

косослоистые доломиты;

6 —

мергели;

7—

онко-

литы; 8—10

—

различные строматолиты

В рифовых комплексах осуществляется созидательная

раз-

рушительная работа. Созидательная работа связана

жизнью,

с процессами цементации обломков рифа карбонатом кальция.

В результате образуются аккумулятивные формы. Разрушитель-

ная работа связана

механическим действием прибоя

и с

рабо-

той организмов, сверлящих, растворяющих

поедающих рифовый

материал. Иногда море начинает растворять ранее созданные

постройки,

как,

например,

на о.

Хайнань.

Геологические примеры рифовых массивов.

одних случаях

в рифовом массиве присутствуют преимущественно постройки,

находящиеся в прижизненном положении, как в ряде мест Боль-

шого Барьерного рифа. В других случаях преобладают обломоч-

ные накопления, как в хайнаньских рифах Южно-Китайского

моря. Такие же соотношения можно встретить в ископаемом

состоянии.

Биогенные рифовые массивы и близкие к ним по морфологии

и происхождению онкоидные тела имеют большое геологическое

значение. О том, что перед нами — риф или онкоид, можно гово-

рить только в случаях, когда установлена глубина моря, где про-

исходило их образование. Если глубина была небольшой, то это

риф,

а если они формировались глубже уровня действия волн,

то это онкоид. Когда это не выяснено, лучше (чтобы не вносить

путаницы в терминологию и не создавать видимость точности,

которой в действительности нет) употреблять более общее и ме-

нее обязывающее наименование «биогермы», как это было реко-

мендовано выше.

Самые древние, довольно точно установленные биогермные

образования известны у нас среди ятулийских пород среднего

протерозоя в Карелии (Соколов, 1963, 1970). Они залегают среди

известняков и сложены доломитовыми телами до 5—6 м в попе-

речнике и до 3 м высотой, имеют прихотливую древовидную фор-

му и как бы протыкают вмещающие их слоистые известняки.

Структура доломитов мелкозернистая, сложены они тесно при-

мыкающими друг к другу строматолитовыми телами, имеющими

в основном куполовидную и почковидную формы со следами

концентрически нараставших водорослевых слоевищ.

В рифейских отложениях Енисейского кряжа Сибирской

платформы и других районов за последние годы описано особен-

но много различных типов водорослевых биогермов. Одни из них

имеют, по-видимому, характер онкоидных тел, а другие представ-

ляют настоящие рифовые массивы. Об этом можно судить по то-

му, что в парагенезе пород, слагающих рифы, значительная роль

принадлежит обломочным доломитам и обломочным известня-

кам, причем в ряде случаев в этих обломках видны следы стро-

матолитовой текстуры.

В карбонатных породах кембрийского возраста Сибирской

платформы описаны биогермы, которые сложены археоциата-

ми,

водорослями или теми и другими вместе. Они распростра-

нены среди слоистых слабо глинистых известняков, в которые и

переходят по простиранию. Сами биогермы массивные и имеют

известковый и известково-доломитовый состав. Характерно, что

археоциаты в них лежат часто в опрокинутом положении — ши-

рокой стороной книзу. Это показывает, что они жили в пределах

зоны, захватываемой волнением, которое, однако, не было до-

статочно сильным для того, чтобы раздробить скелеты археоци-

ат. О небольших глубинах свидетельствует также и постоянное

присутствие в биогермах колоний водорослей, обычно не круп-

ных. И. Т. Журавлева, подробно изучавшая эти биогермы, счи-

тает, что образовались они на глубинах 30—50 м, т. е. у нижней

границы взмучивания. Размеры биогермов небольшие, высота

(мощность) их обычно от десятков сантиметров до 1,5 м.

В кембрийских отложениях Австралии известен археоциато-

вый риф, прослеженный на расстоянии в несколько сотен кило-

метров.

В отложениях ордовикского и силурийского возраста рифы

биогенного происхождения известны во многих местах Земли.

В районе Великих озер Северной Америки хорошо изучены ри-

фовые массивы в так называемой ниагарской формации. В них

удается различить как остов, сложенный массивными известня-

ками и доломитами, так и окаймляющие их слоистые отложения,

залегающие с наклоном от основного массива. Для этих рифов

характерны очень разнообразные биоценозы. Главные рифооб-

разователи — кораллы, плеченогие, мшанки, трилобиты, губки,

строматопоры, иглокожие, головоногие, гастроподы.

На территории СССР также описаны рифовые тела ордовик-

ского возраста. В Центральном Казахстане, в частности, подроб-

но изучен большой риф в отложениях карадокского яруса. В нем

удалось различить как остов, сложенный массивными водорос-

левыми известняками, так и отложения, соответствующие внут-

ренней лагуне и внешним склонам рифа. Мощность рифовых от-

ложений составляет несколько сотен метров. Своей морфоло-

гией риф напоминает большой атолл. На пространстве, где его

удалось проследить, он имеет вид полукольца (состоящего из

прерывающейся цепи биогермных известняков) диаметром око-

ло 16 км и видимой протяженностью около 30 км.

Хорошо изучены нижнепермские, сакмарско-артинские рифо-

вые массивы Уральского краевого прогиба. Это барьерный риф.

Они выходят на поверхность в районе г. Уфы, около г. Стерлита-

мака, где образуют ряд изолированных гор, известных под

названием «шиханов». Дальше к югу они вскрыты бурением.

В районе г. Ишимбаева к ним приурочены нефтяные месторож-

дения.

Самые большие нефтяные фонтаны были получены в райо-

не г. Ишимбаева как раз из этих рифовых известняков.

При движении от восточного края Русской платформы к

Предуральскому краевому прогибу отложения сакмарско-артин-

ского возраста испытывают закономерные, очень характерные

изменения. Мощности стратиграфических горизонтов, на которые

расчленены эти отложения, даны в табл. 7.

Породы трех зон представлены следующими главными разно-

стями. Вдоль восточной окраины Русской платформы распростра-

нены детритовые известняки, состоящие из обломков различных

организмов: брахиопод, гастропод, мшанок, морских лилий, фо-

раминифер (фузулинид), реже колониальных кораллов. Послед-

Изменение мощности (в метрах) сакмарского яруса в области рифов

Ишимбаевского Приуралья *

Горизонты сакмарского яруса

(сверху)

Восточный край Рус-

ской платформы

Зона рифов

Осевая часть

прогиба

60—80

Около 150

100-150

200—300

170—200

400—550

40—60

40-60

* Сб. Ископаемые рифы и методика их изучения. Изд-во Уральск, филиала АН СССР,

Свердловск, 1968.

ние иногда сохраняются в прижизненном положении, образуя

биогермы.

В полосе рифов, структурно соответствующей западному бор-

ту Уральского краевого прогиба, распространены те же петро-

графические типы известняков, но меняются их соотношения.

Увеличивается роль биогермных разностей. Среди них по преоб-

ладающей группе породообразующих организмов удается выде-

лить водорослевые, мшанковые, коралловые, гидрактиноидные

и губковые биогермы. В сложении рифов участвуют и другие

группы организмов, из которых особенно характерны брахиопо-

ды,

иглокожие, фораминиферы.

Породы, слагающие рифы, очень изменчивы. Все они обычно

не дают выдержанных слоев, располагаются линзами и участ-

ками неправильной формы. По простиранию, а также по верти-

кали биогермные известняки переходят в обломочные, детрито-

вые,

шламовые и микрозернистые разности. Присутствуют следы

многочисленных внутриформационных перерывов и размывов.

Очень характерна для биогенных известняков прихотливая

пятнистая вторичная доломитизация и образование так называ-

емых «губчатых доломитов», в которых скапливается нефть. На-

блюдается и эпигенетическая сульфатизация пород (развитие в

них гипса), связанная с последующей кунгурской историей рифо-

вых массивов.

В осевой части прогиба, где резко сокращаются мощности,

существенно меняется и характер пород: биогермных известня-

ков уже нет. Преобладают микрозернистые известняки, к кото-

рым прибавляются детритовые, шламовые, а также мергели.

Хорошо сохранившиеся органические остатки в этих породах

редки. Они представлены аммонитами, радиоляриями, реже дру-

гими формами. В породах есть тонко рассеянный пирит. Им при-

суща параллельная слоистость, нередко, впрочем, нарушенная

оползневыми текстурами. Следов размыва, столь характерных

для предыдущей зоны, здесь также нет. Совокупность перечис-

ленных фактов не оставляет сомнений в том, что рассматри-

ваемая зона представлена довольно глубоководными отложе-

ниями, занимавшими самую опущенную часть Уральского крае-

вого прогиба.

Интересные биогермы

биогенные рифы изучены

М. В. Ми-

хайловой (1964) среди верхнеюрских карбонатных отложений

Горного Крыма

(рис. 41);

распространены

они и на

Кавказе.

зависимости

от

преобладающих организмов выделяются водо-

Рис.

41. Схема строения биогерма в оксфордских известняках на

горе Делямет-Кая в Восточном Крыму (по М. В. Михайловой,

1968):

—

органогенно-детритовые известняки;

2 —

известняковые брекчии;

3 — на-

слоения известковых губок;

4 —

перекристаллизованные известняки;

5 —

багряные водоросли;

6 —

синезеленые водоросли;

7 —

водорослево-губковые

желваки;

8 —

колонии кораллов;

9 —

обломки кораллов;

10 —

обломки

брахиопод

рослевые, строматолитовые, коралловые, губковые, гидроидные,

криноидно-кораллово-водорослевые, полибиогенные

серпуло-

вые разности.

тесном парагенезе

ними встречаются широко

распространенные желваковые, ракушечные

детритовые раз-

ности известняков, обломочные известняковые конгломераты

брекчии,

также хемогенные оолитовые

микрозернистые

из-

вестняки.

Форма

размер крупных органогенных образований,

част-

ности рифов, связаны

с их

тектонической приуроченностью:

са-

мые крупные образования наблюдаются

во

внутренних частях

крупных синклинальных складок.

В Молдавии и на юго-западе Украины разнообразные био-

генные рифовые тела известны среди неогеновых отложений (Ko-

ролюк, 1952; Саянов, 1965). Иногда они образуют барьерные ри-

фы протяженностью более 100 км и хорошо выражены в совре-

менном рельефе (гряда Толтр).

Ископаемые мшанковые рифы неогенового возраста (мэотис)

давно известны на Керченском и Таманском полуостровах между

Черным и Азовским морями, где они подробно изучены Н. И. Ан-

друсовым (рис. 42). Сложены они массивными известняками, со-

стоящими из колониальных поселений мшанок и известковых во-

Рис. 42. Мшанковые биогермы на полуострове Казантип

в Крыму (по Н. И. Андрусову, 1961). Густыми точками

покрыты места распространения мшанковых биогермов

дорослей. Промежутки между колониями заполнены остатками

разнообразных организмов: двустворчатых, гастропод, рако-

образных. Мшанково-водорослевые известняки лишены слои-

стости, образуют массивные тела с бугристой поверхностью. В

обнажениях иногда хорошо видно, как такие тела с отчетливыми

неровными и крутыми границами примыкают к одновозрастным

слоистым детритовым известнякам и глинам. Мощность рифовых

мшанковых известняков обычно составляет несколько метров, в

редких случаях достигает 25—30 м.

Полезные ископаемые. С рифовыми массивами органического

происхождения связаны месторождения нефти и природного го-

рючего газа. Они находятся в рифовых телах во вторичном зале-

гании. Условия залегания карбонатных тел и их пористость бла-

гоприятны для аккумуляции в них жидких и газообразных угле-

водородов. Поэтому многие месторождения нефти как у нас в

стране, так и за границей приурочены именно к ископаемым ри-

фовым массивам. Примером могут служить месторождения

Ишимбаевского Приуралья. За границей одним из наиболее

крупных месторождений этого типа является риф Хорсшо в За-

падном Техасе (США). Это крупнейший карбонатный резервуар

нефти в Северной Америке. Генетически он стоит ближе всего к

рифам атоллового типа, хотя и отличается от современных ко-

ралловых рифов.

Нередко рифовые известняки очень чистые. В таких случаях

они разрабатываются как сырье для цементной, металлургичес-

кой и других видов промышленности. Иногда известняки обла-

дают хорошими механическими свойствами и тогда их исполь-

зуют для строительных целей.

К рифовым известнякам, особенно к закарстованным участ-

кам, бывают приурочены рудные месторождения: бокситов, же-

лезных руд, кобальта, никеля и др.

ГЛАВА XIX БАТИАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Батиальной

называют область морского дна, расположен-

ную между шельфом и океанским дном, или абиссальной об-

ластью. Гипсометрически'батиальная область большею частью от-

вечает материковому склону. Она охватывает глубины от 150—

400 до 2000—3000 м. Поэтому к батиальным относят осадки, на-

копившиеся в указанном интервале глубин, если даже рельеф

дна и не соответствовал строго понятию «материковый склон».

Самой характерной чертой топографии материкового склона

служат подводные каньоны: желоба с крутыми и даже верти-

кальными бортами, рассекающие склон и идущие от шельфа к

абиссальной области. Считают, что подводные каньоны служат

основными путями выноса осадочного материала в глубоковод-

ную область; причем вынос осуществляется главным образом

мутьевыми потоками. Активно на материковом склоне работа-

ji.'

ют и оползни. Этим объясняется широкое распространение на

нем выходов скальных грунтов, покрытых лишь тонким слоем

;' илистого осадка. Малейшего нарушения достаточно для образо-

вания больших облаков глинистой мути, устремляющейся по

склону вниз, растекающейся у его основания на глубинах в

3000—4000 м и отлагающей взвешенный материал.

Осадки верхней части батиальной области тесно связаны с

шельфовыми. Если у внешнего края шельфа накапливаются пес-

чаные осадки, то иногда они переходят и на материковый склон.

Так, с обеих сторон Атлантического океана на материковом

склоне скальные выходы чередуются с песчаными и глинистыми

илами.

В Бискайском заливе, где бывают сильные волнения, а дно по-

степенно переходит в батиальную область, песок, гравий и галь-

ки достигают глубин 700 м, причем гальки в поперечнике имеют

до 6 см и состоят из кристаллических и метаморфических пород.

В областях ледникового выноса грубые осадки распространяются

еще глубже. Например, к северу от Норвегии в батиальной части

Норвежского моря осадки смешанного состава (из песка, алев-

рита, глины с примесью галек) встречаются на глубине до

900 м. На склоне островов Тонга в Тихом океане гальки и гравий

встречены на глубине около 1900 м.

В целом батиальные осадки характеризуются гораздо более

тонким составом, чем шельфовый комплекс. Согласно подсчетам

Шепарда (1959), в среднем в них глины составляют 60%, пес-

ки—

25%, скальный грунт и грубые осадки (гальки и гравий) —

10%,

раковинный и оолитовый материал — 5%. Таким образом,

в батиальной области преобладает еще терригенный материал,

что нельзя не связывать со специфическими чертами современ-

ной эпохи и свойственным для нее относительно высоким стоя-

нием материков и большими горными цепями на них, поставля-

ющими огромные массы обломочных и глинистых продуктов вы-

ветривания.

Нередко спускаются в батиальную область глауконитовые и

фосфоритовые осадки, но обычно не глубже 1500—2000 м.

Одним из характерных осадков батиальной области, извест-

ным со времен экспедиции на «Челленджере»', является синий,

или темный, ил, распространенный на глубинах от 200 до 5000

Л1.

Ниже приводится средний состав синего ила (в %):

Карбонатная часть, %

Пелагические форамини-

феры . . . . . . . . . 7,52

Донные фораминиферы . 1,75

Другие карбонатные ос-

татки 3,21

Всего..

. 12,48

Нерастворимая часть, %

Кремневые организмы . . 3,27

Песчаный и алевритовый

материал 22,48

Тонкие илистые частицы 61,77

Всего..

. 87,52

Приведенные цифры позволяют сделать некоторые выводы.

Во-первых, обращает внимание незначительное участие в иле

органических остатков, особенно донных. В основном это осадок

терригенный. Условия на дне в местах накопления ила мало бла-

гоприятны для развития обильной донной жизни. Во-вторых, в

терригенном материале наряду с преобладающими тонкими ча-

стицами довольно много и более крупного материала (22,48%).

«Челленджер» — название судна английской океанографической экспеди-

ции,

которая во второй половине прошлого века провела первое систематиче-

ское изучение океанов и их осадков.

Это результат относительно интенсивного выноса терригенного

материала с современной суши.

Темный цвет ила обусловлен присутствием рассеянного орга-

нического вещества, а также наличием мелких зернышек пирита

и гидротроилита — водного сернистого железа (FeS •nН2О). Этот

минерал известен только из современных осадков. В ископае-

мом состоянии он теряет воду и переходит в пирит. Происхожде-

ние сернистого железа в иле объясняют восстанавливающим

действием углерода органического происхождения на сульфаты

морской воды.

При образовании синего ила на дне преобладает восстанови-

тельная среда. Этим, вероятно, и объясняется бедность ила дон-

ными организмами. В ряде случаев в темном иле обнаружен

глауконит, вообще не характерный для резко восстановительных

условий. Ниже мы остановимся на характеристике осадков ба-

тиальной области окраинных и внутренних морей с соленостью,

близкой к океанической.

Осадки Охотского моря. Охотское море — одно из окраинных

морей Тихого океана, хорошо изучено советскими исследовате-

лями. Осадки его описаны П. Л. Безруковым (1960), В. П. Пе-

телиным (1957, 1961) и др.

Охотское море, отделенное от океана полуостровом Камчатка

и цепью островов и подводных возвышенностей Курильской гря-

ды,

имеет несколько пониженную соленость — около

30—33%

о-

Режим осадконакопления в нем несколько отличается от океан-

ского.

Наибольшая глубина моря около 3500 м, средняя —• около

860 м. Оно почти не выходит за пределы батиальной области.

Рельеф дна очень сложный. В нем выделяется несколько под-

водных возвышенностей с глубинами над ними 200—900 м и

котловин, глубина которых иногда превосходит 3000 м. В северо-

западной части моря выделяется обширная шельфовая область

в несколько сотен километров шириной и с глубинами 200—

300 м. Считают, что эта часть моря имеет платформенную струк-

туру, тогда как остальная его область представляет часть сов-

ременной геосинклинальной зоны.

Волнение в Охотском море бывает исключительно сильным,

особенно при зимних штормах и проникающих сюда летом из

тропических морей тайфунах. Есть указания, что зона взмучи-

вания осадков в нем даже в прибрежной зоне достигает 100 м

от поверхности. Приливы в нем также значительны и достигают

(в Пенжинском заливе) 14 м высоты. Соответственно приливные

течения достигают иногда скорости 10—11 км/ч. Температура во-

ды моря даже в летнее время редко поднимается выше 10, 12° С,

а на глубине составляет 2—3°С.

Органический мир в Охотском море, несмотря на суровые ус-

ловия, богат. Особенно он обилен в литоральной и верхней части

неритовой области. В нижней части шельфа и верхней части ба-

тиальной области до глубины 700—800 м жизнь еще весьма раз-

нообразна. Местами на глубинах 100—200 м пышно развиваются

колонии известьвыделяющих кораллов семейства стиластерид

(Stylasteridae). На глубинах 200—700 м живут крупные балану-

сы,

представители восьмилучевых кораллов, офиуры, морские

ежи и другие организмы. В нижней части батиальной зоны, глуб-

же 700—800 м, жизнь на дне гораздо беднее. Здесь встречаются

донные фораминиферы, губки, один из видов восьмилучевых ко-

раллов и одиночный мадрепоровый коралл, раки и некоторые

другие животные. На это стоит обратить внимание, так как широ-

ко распространено мнение, что колониальные кораллы живут

только в теплой и мелкой воде. Очевидно, что колонии кораллов

в древних отложениях не всегда нужно связывать с теплым и

мелким морем.

Осадки на дне Охотского моря распространены далеко не по-

всеместно. Есть участки, где выступают коренные породы или

древние морские осадки. Происхождение их различно. В мелко-

водной области — это скалы, обработанные волнами и берего-

выми течениями. В глубоководной области — площади, где на

дне сохранились формы субаэрального рельефа. Проходящие

интенсивные придонные течения препятствовали заполнению этих

неровностей осадками. Такие площади встречаются в Охотском

море чаще всего на глубинах 200—300 м, но иногда и глубже

1000 м. Кроме того, это участки обнаженного дна с рельефом,

выработанным придонными течениями. Они встречены на глу-

бинах до 2000 м. Наконец, участки обнаженного дна образуются

на подводных склонах в результате донных оползней и мутьевых

потоков. Встречаются они на любых глубинах, вплоть до макси-

мальных.

Осадочный материал поступает в Охотское море преимуще-

ственно из двух источников: с суши и из вулканических очагов.

Горный рельеф и суровый климат определяют господство меха-

нической денудации на суше. Основным поставщиком осадочного

материала В. П. Петелин считает абразию берегов, речной вынос

имеет второстепенное значение. В юго-восточной части моря,

•примыкающей к Камчатке и Курильским островам, большую роль

в осадках играет вулканический материал. На Курильских ост-

ровах находится 30 действующих вулканов, на Камчатке — 20,

и на дне моря известно не менее 40 подводных вулканических

конусов. Не удивительно поэтому, что в современных осадках

юго-восточной части моря известны слои вулканического пепла

мощностью больше 1 м. Некоторые осадки там (например, алев-

ритовые, очень характерные для глубин 150—500 м, но иногда

доходящие и до 2000 м глубины) состоят почти целиком из мате-

риала вулканического происхождения. Об этом говорят следу-

ющие цифры (по В. П. Петелину, 1961):

370