Крашенинников Г.Ф. Учение о фациях. Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

Состав осадков, %

Обломки пород и трудно определимые

зерна 20—25

Вулканическое стекло . . ........ . до 15

Плагиоклазы, главным образом основные 20—30

Пироксены 10—15

Титаномагнетит до 20

В таких же по механическому составу алевритовых осадках

северо-западной части моря появляются кварц (до 7—15%), ка-

лиевые полевые шпаты и другие компоненты, почти не встреча-

ющиеся в юго-восточной части моря.

По механическому составу осадки Охотского моря очень раз-

нообразны. Галечно-гравийные осадки особенно обильны, есте-

ственно, в прибрежной части, но встречаются и на значительном

расстоянии от берега и на глубинах до 2500 м. Распространены

они там, где сильные придонные течения препятствуют осажде-

нию более мелкого материала. Основным источником грубого ма-

териала в открытом море служат плавающие льды.

Пески распространены в Охотском море главным образом

в шельфовой области на глубинах (в зависимости от местных

условий) 30—200 м, далее они обычно замещаются алевритовыми

осадками. Иногда, впрочем, пески заходят и на глубины до

1000 м и даже до 2500 м. По минеральному составу пески отчет-

ливо полимиктовые, кварцевые среди них не встречаются. Орга-

низмами песчаные грунты обычно населены густо. В мелковод-

ной зоне на 1 м

грунта приходится до нескольких килограммов

биомассы. В глубоководной зоне количество биомассы сильно

сокращается, составляя на глубинах 1500—2500 м десятки грам-

мов на 1 м

дна.

Алевритовые осадки широко распространены на дне моря,

встречаются они на разных глубинах ниже зоны песков, главным

образом в верхней половине батиальной области, покрывают упо-

мянутые выше крупные подводные возвышенности в центральных

частях моря. В мелкоалевритовых осадках присутствуют створки

диатомовых и спикулы кремневых губок. Благодаря этому амор-

фного (органогенного) кремнезема в них содержится обычно

10—20%.

Глинистые и кремнисто-глинистые осадки развиты в цент-

ральных частях моря и во всех его котловинах. Иногда отдель-

ными пятнами они заходят и на мелководье. Аутигенный кремне-

зем в них главным образом состоит из раковин диатомовых водо-

рослей и составляет 16—56%- В отдельных случаях эти осадки

становятся преимущественно кремнистыми. Присутствуют в них

и остатки других организмов, в частности раковины форамини-

<рер,

но в глубоководной части в небольшом количестве.

Осадки Кроноцкого залива. На восточном побережье Камчат-

ки расположен Кроноцкий залив, рельеф дна которого и осадки

довольно подробно исследованы экспедициями на «Витязе»

(Петелин, 1959 и др.). После относительно узкого шельфа,

внешний край которого находится на глубине в среднем около

140 м, располагается отчетливый материковый склон, рассечен-

ный подводными каньонами. Основание склона лежит на глуби-

нах около 7000 м, где он переходит в дно Курило-Камчатской

глубоководной впадины. На глубинах около 3500—4000 м на

склоне ясно выражена терраса, которую, вероятно, можно счи-

тать за внешний край собственно материкового склона, а распо-

ложенную глубже часть — за борт глубоководной впадины..

Уклоны дна меняются от 30' на поверхности терассы до 6—30°

на самом склоне.

Гравийные осадки распространены на литорали и в верхней

части неритовой зоны, и лишь иногда спускаются до 600 м глу-

бины. Пески встречаются, кроме шельфовой области, на глуби-

нах до 1300 м и больше. В верхней части материкового склона

на глубинах 200—900 м встречены поля крупнозернистых и сред-

незернистых песков, занимающие на дне площади до 1000 км

Главными составными частями песков служат обломки различ-

ных горных пород, пепловые частицы и зерна плагиоклазов.

Кварца очень немного (до 4%).

Крупнозернистые алевриты распространены главным образом

в верхней части материкового склона на глубинах до 1500 м, а

мелкоалевритовые осадки — в нижней части материкового скло-

на на глубинах больше 1500 м. Это алевритово-глинистые осадки

с небольшой примесью песка и даже гравия. Цвет их на прверх-

ности зеленовато-серый, на глубине

5—20

см от поверхности слоя

в них появляется гидротроилит и цвет становится черным. В их

составе глинистых частиц 35—45%, алевритовых 40—55%, пес-

чаных до 10% и больше. В этих осадках много частиц пепла,

трудноопределимых зерен, раковинок диатомовых водорослей,

обломков спикул губок; присутствуют пироксены, амфиболы, эпи-

дот, циркон, глауконит.

Осадки Средиземного моря. Средиземное море соединяется с

океаном через Гибралтарский пролив, имеющий глубину около

350 м и минимальную ширину около 12 км. Несмотря на неболь-

шую глубину и ширину пролива, соленость воды в Средиземном

море довольно близка к океанской: 36—39%

. Обусловлено это

мощным течением, идущим через пролив из Атлантического оке-

ана. Газовый режим в нем почти нормальный. Кислород боль-

шею частью присутствует до дна. Рельеф дна так же, как и ри-

сунок береговой линии, характеризуется значительной слож-

ностью; в море много островов. На дне есть ровные пространства,

впадины и возвышенности, а также горы, поднимающиеся над

дном почти на 3000 м и представляющие собой, вероятно, под-

водные вулканы.

Средняя глубина Средиземного моря 1500 м, наибольшая —

SlOO м. Таким образом в нем по глубине есть шельфовые, бати-

альные и даже абиссальные зоны. Однако по составу и распро-

странению осадки глубоких областей настолько тесно связаны

с осадками собственно батиальной части, что проведение между

ними границ по существу едва ли целесообрано. Как в глубо-

ководной, так и в батиальной области осадки Средиземного моря

типично полупелагические. Дно глубоководных участков Среди-

земного моря также существенно отличается от абиссальных об-

ластей океанов и по строению стоит ближе к материковой части

земной коры. Наконец, в геологической истории глубоководные

зоны Средиземного моря вероятно были мелководными зонами

и даже сушей. Можно предполагать, что осадки типа средизем-

номорских нередко встречаются в ископаемом состоянии среди

геосинклинальных толщ.

Осадки Средиземного моря довольно подробно изучены в ли-

торальной и неритовой областях. Относительно батиальных об-

ластей сведений гораздо меньше. Ниже приводится характери-

стика осадков моря главным образом на основании данных

Е. М. Емельянова (1964).

Глинистый ил — самый распространенный осадок Средизем-

ного моря. Он в разной степени известковый. Большею частью

карбонатность ила колеблется от 20 до 50%, но иногда в обла-

стях, примыкающих к африканскому побережью, содержание

СаСОз превосходит 50%. Ил тогда становится известковым, точ-

нее мергелистым.

На небольших глубинах к глинистому илу примешан терри-

генный материал и раковинный детрит песчаной и алевритовой

размерности. На больших глубинах глинистый ил лишен терри-

генного песка и алеврита, местами в нем обильны раковины план-

ктонных фораминифер и птеропод. На глубинах около 3000 м

и глубже ил большею частью однородный. Глинистая фракция

в нем составляет 70—90%. Цвет ила светлый, коричневато-жел-

тый. Он состоит из монтмориллонита, гидрослюд и каолинита, в

меньшем количестве присутствуют хлориты. Глинистые илы с со-

держанием извести 10—20% встречаются реже, а с карбонат-

ностью меньше 10% распространены только в одном районе — в

авандельте Нила на глубинах 20—800 м.

Глинистые илы с содержанием извести 10—30% распростра-

нены в разных местах на глубинах до 4000 м, но, как правило,

приурочены к районам, примыкающим к гористой суше или к

устьям рек. Они невязкие, полужидкие, имеют серый или корич-

невато-серый цвет; в сухом состоянии очень плотные и с трудом

разбиваются молотком. Фракций меньше 0,001 мм в них 40—

50%.

Это самые тонкие осадки Средиземного моря.

Известковые глинистые илы с содержанием CaCO

30—50%

распространены особенно широко. Цвет их светлый, коричнева-

то-желтый. Медианный диаметр несколько крупнее, чем у пре-

дыдущей группы. Некоторое погрубение связано с увеличением

содержания пелитоморфного кальцита, размер частиц которого

от 0,005 до 0,001 мм. Кроме того, в карбонатной части осадка

появляется примесь планктонного птероподово-фораминиферо-

вого материала, кокколитофорид, также влияющих на погрубе-

ние осадка.

Алевритово-глинистые илы, так же как и мелкоалевритовые

илы, особенно характерны для материкового склона. Первые

тяготеют к средней и нижней частям склона, а вторые — к верх-

ней и средней. Алевритово-глинистые илы покрывают обширные

площади на Центральном средиземноморском валу и в других

районах. Иногда они поднимаются и на шельф. Например, в се-

верной части Адриатического моря они встречены на глубинах

60—70 м. Алевритово-глинистые илы обнаружены и на глубине

4900 м. Медианный диаметр частиц ила колеблется обычно от 2

до 8 мк, график механического состава двувершинный, причем

один максимум приходится на мелкоалевритовую фракцию, а

другой —на "фракцию меньше 0,001 мм. Сортировка их, таким

образом, довольно плохая, что объясняется наложением на тон-

кую терригенную часть более крупного раковинного детрита.

Содержание извести в них меняется от нескольких до 50% и

больше (сильно известковые илы; последние особенно характер-

ны для южной части моря).

Мелкоалевритовые илы распространены меньше. По физиче-

ским свойствам они ближе к илам, чем к крупным алевритам и

пескам. Цвет их обычно желтовато-серый, сортированы плохо; в

областях, примыкающих к вулканам, в них много пеплового

материала. По карбонатности мелкоалевритовые илы очень раз-

нообразны, причем в сильно известковых увеличивается содержа-

ние песчаных частиц, образованных из раковинного детрита.

Крупноалевритовые осадки мало характерны для Средизем-

ного моря вообще и для его батиальной области в частности.

Песчаные осадки распространены в шельфовой области, в ба-

тиальной встречаются редко (их там находят в проливах с силь-

ными донными течениями).

Интересной особенностью глубоководных осадков Средизем-

ного моря является распространение песков, довольно плохо

сортированных по крупности, на глубинах 200—1800 м. Иногда

содержание тяжелых минералов в алевритовой фракции этих

песков составляет 25—35%, т. е. является очень высоким. Отно-

сительно происхождения песков высказывались разные точки

зрения: их приписывали заносу ветром из Сахары, деятель-

ности мутьевых течений и др. Решенным этот вопрос считать

нельзя.

Характерная особенность глубоководных осадков моря за-

ключается и в том, что местами (особенно в Тирренском море)

в них много вулканического материала в виде кусочков пемзы,

вулканического пепла и минералов вулканического происхож-

дения.

На глубинах 200—400 м довольно часто встречаются детрито-

вые органогенно-раковинные пески, иногда довольно грубые и

плохо сортированные. Наряду с раковинным детритом и обло-

мочным терригенным материалом в них попадаются и крупные

целые раковины.

Донной фауны в батиальной области Средиземного моря

мало,

но зато она обильна в верхней части шельфа. Из много-

численных проб, взятых с глубин больше 300 м, ни в одном слу-

чае бентоса не было больше 0,1% общего объема осадка, причем

большею частью это были нежные, тонкие створки моллюсков.

В центральных частях Средиземного моря плотность бентоса так

мала, что он вообще не улавливается дночерпателем. Причина

этого заключается, вероятно, в малом поступлении в Средизем-

ное море питательных веществ, к тому же большею частью

извлекаемых организмами в литоральной и неритовой областях.

Геологическое распространение. Полезные ископаемые. Есть

основания считать,, что батиальные отложения широко распро-

странены в геологических разрезах. Однако выделить их среди

более мелководных и доказать, что они действительно накапли-

вались в области батиальных глубин — задача довольно

трудная.

В самом деле, батиальные отложения тесно связаны с шель-

фовыми, поэтому даже в современных морях их можно разли-

чить только по батиметрическому положению. По литологиче-

ским особенностям осадки батиальных зон часто стоят близко к

мелководным осадкам. Так, глинистые илы батиальной области

почти не отличимы от глинистых осадков, образующихся в за-

тишных участках мелководья или в зонах особенно энергичного

поступления глинистых частиц. Только очень тщательный и все-

сторонний генетический анализ, учет всей совокупности призна-

ков изучаемых отложений и особенностей захороненных в них

органических остатков, а также прослеживание поведения этих

отложений на площади и их переходов в другие одновозрастные

отложения (фациальный анализ) обеспечат правильное установ-

ление ископаемых батиальных пород.

Ископаемым батиальным образованием можно считать дома-

никовый горизонт Русской платформы (Тихомиров, 1967). Гео-

логический возраст его верхнедевонский. Он широко распрост-

ранен— от Большеземельской тундры на севере до Прикаспий-

ской впадины на юге. В составе горизонта есть разные породы,

из которых наиболее характерны серые плотные известняки с

многочисленными остатками планктонных моллюсков из группы

крылоногих (птеропод) и брахиопод и других групп организмов.

Часть моллюсков вела, несомненно, донный образ жизни. При-

сутствуют черные мелкозернистые известняки, однородные, иног-

да со следами тонкой слоистости. Обычны черные мергели с

тонкозернистой карбонатно-глинистой основной массой и, нако-

нец, горючие сланцы буровато-черного цвета, часто переполнен-

ные раковинками птеропод. Сланцы обладают тонкой слоисто-

стью,

по которой они распадаются на тонкие пластинки. Содер-

жание органического углерода в них от 5 до 22%.

Другим примером ископаемых батиальных осадков служит

писчий мел Русской платформы, распространенный преимущест-

венно в южных районах: на Украине, в Среднем и Нижнем По-

волжье. Согласно исследованиям Г. И. Бушинского (1954), пис-

чий мел, вероятно, накопился на глубинах около 400 м.

Геосинклинальные отложения, а также отложения краевых

прогибов могут служить примером возможных аналогов бати-

альных осадков. Весьма интересные соотношения выявлены в

сакмарском и артинском ярусах Предуральского краевого про-

гиба. В сакмарский и артинский века там формировались рифо-

вые массивы. К востоку рифы переходят в карбонатные и мерге-

листые отложения, приуроченные к осевой погруженной части

прогиба и являющиеся ископаемым аналогом батиальных

осадков.

Полезные ископаемые в отложениях батиальной области до-

вольно разнообразны. Сюда могут спускаться полезные компо-

ненты, формирующиеся в неритовой области, особенно в ее внеш-

ней части: фосфориты, глауконит. Здесь возможно образование

и накопление органического вещества из планктонных организ-

мов (как, например, в доманиковом горизонте на Русской плат-

форме). Некоторые нефтематеринские толщи могут иметь

батиальное происхождение. Писчий мел, мергели и другие виды

карбонатного сырья, залежи глин бывают связаны с батиаль-

ными условиями. Возможно, что с батиальными глинами связа-

ны некоторые рудные месторождения: урановые руды и др.

ГЛАВА XX АБИССАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Абиссальные (глубоководные, или пелагические) отло-

жения распространены на земном шаре в современную эпоху

шире всего. Они занимают 56% всей его площади (включая су-

шу) и около 75% поверхности морского дна (см. рис. 7). Столь

большая протяженность абиссальных отложений на современ-

ном морском дне не соответствует их геологическому значению:

в ископаемом состоянии абиссальные осадки достоверно установ-

лены в единичных случаях.

Абиссальные осадки покрывают открытое дно океанов на

глубинах более 2000—3000 м. Первые сведения о них опублико-

ваны в трудах экспедиций на судах «Челленджер» и «Альба-

трос» (Murray and Renard, 1891 и др.). Эти сведения не утрати*

ли своего значения и до наших дней. С тех пор, конечно, знания

о глубоководных отложениях сильно возросли, особенно после

того,

как была разработана методика получения со дна колонок

ненарушенного ила мощностью до 10 м и больше. Большой

вклад в изучение этих отложений внесли советские экспедиции,

особенно на судах "«Витязь» и «Обь».

Океанское дно обладает сложным рельефом. Наряду с об-

ширными равнинами, имеющими среднюю глубину порядка 4 км,

там встречаются подводные хребты и отдельные горы, подни-

мающиеся на несколько тысяч метров над уровнем дна и в

некоторых случаях выходящие вершинами на поверхность моря

в виде островов. Некоторая часть подводных хребтов имеет вул-

каническую природу и представляет нагромождение продуктов

подводных извержений, другая часть хребтов, вероятно, являет-

ся настоящими складчатыми горными сооружениями. На дне

океанов известны и впадины, имеющие обычно вытянутую форму

с глубинами до 11 км.

Естественно, что все эти особенности морфологии океанского

дна отражаются и на характере накапливающихся там осадков.

Наряду с областями, где идет медленное осадконакопление, на

океанском дне известны площади, где никаких осадков не обра-

зуется и где обнажен скальный грунт. Причиной этого являются

сильные течения.

Скорость накопления абиссальных илов ничтожная. Ее оце-

нивают величинами от нескольких миллиметров до нескольких

сантиметров за тысячу лет. Эта величина меняется в зависимо-

сти от типа осадка и характера океана. Минимальна скорость

накопления красной глубоководной глины, скорость накопления

карбонатных илов обычно 3—5 см за тысячу лет.

В основном на океанском дне господствуют окислительные

условия, мощность окислительного слоя достигает нескольких

метров.

По составу и происхождению глубоководные отложения

делят на несколько групп: терригенные, органогенные, хемоген-

ные,

вулканогенные и полигенные осадки (Безруков и др., 1961)

(рис.

43).

Красная глубоководная глина. Этот тип осадка один из са-

мых распространенных, особенно в Тихом океане, где на него

приходится около 60% площади дна. Образуется красная глина

на глубинах более 4500 м, средняя глубина — 5400 м.

Красная глина — очень тонкий осадок; в ней преобладают

частицы размером около 0,001 мм. По составу это главным об-

разом гидрослюдистые минералы. Цвет глины обычно коричне-

ватый, в редких случаях действительно красный. Карбонатов в

ней либо совсем нет или очень мало. Всегда имеется марганец

(0,2—5%) и железо (5—10%). Из органических остатков неред-

Рис.

43. Карта океанических осадков (по П. Л. Безрукову, А. П. Лисицину и др., 1961):

—

терригенные осадки-

/ —

терригенные

терригенно-айсберговые;

2 —

рассеянный

материал

айсбергового

и ледового разноса; // — орга-

ногенные осадки-

а —

карбонятные:

3 —

фораминиферовые;

4 —

коралловые;

5 —

птероподовые;

б —

кремнистые

и глинисто-кремнис-

тые-

6 —

радиоляриевые-

7 —

диатомовые;

/// —

полигенные осадки;

« —

красная глубоководная глина;

/V —

вулканогенные

осадки; 9 —

контур областей распространения вулканогенных осадков

рассеянного вулканического материала;

V —

хемогенные осадки;

IO — железо-

марганцевые конкреции; //-фосфоритовые конкреции,

12 —

глауконитовые осадки;

13 —

действующие вулканы;

14 —

суша

и внутрикон-

тинентальные водоемы

ко присутствуют опаловые раковинки радиолярий;

причем в случае увеличения их содержания до 10%

и более красную глину называют радиоляриевым

илом. Очень характерно наличие зубов акул, иногда

попадаются слуховые косточки китов — наиболее

трудно растворимые кости их скелета.

В осадках красной глины присутствуют мелкие

шарики никелистого железа, известные еще со

времени экспедиции на «Челленджере», имеющие

космическое происхождение, а также цеолиты вул-

канического происхождения (минерал филлипсит)

и кусочки пемзы. Для областей распространения

красной глины характерны железо-марганцевые

конкреции, особенно в Индийском и Тихом океанах,

где они покрывают местами от 20 до 50% и более

площади дна. В их составе присутствует марганец

(до 39,6%), железо (3,7—20,8%), кобальт (до

0,92%), никель (до

1,43%),

медь (до

1,81%)

и ряд

других элементов. Размер конкреций меняется от 1

до 20 см и более, форма очень разнообразная, пре-

имущественно округлая. На основании определений

абсолютного возраста подсчитано, что конкреции

растут со скоростью около 1 мм за 1000 лет, т. е.

еще медленнее, чем накапливаются заключающие их

глины. Как при этом получается, что они лежат по-

чти не покрытые осадком, остается пока загадкой.

Фораминиферовые илы. Из органогенных осад-

ков наибольшим распространением в абиссальной

области пользуются фораминиферовые илы. Особен-

но их много в Атлантическом океане (см. рис. 43),

где они занимают около 60% площади дна. Но и в

Тихом океане их около одной трети его площади.

Фораминиферовые осадки, как и вообще извест-

ковые отложения, часто рассматривают как осадки

теплых вод. Но верно это только в самом первом

приближении. Они развиты не только в тропической

и субтропической областях океанов, но и в умерен-

ных широтах, а иногда заходят даже за полярный

круг, как, например, в- Норвежском море. В южном

полушарии отдельные пятна фораминиферовых

илов достигают 65° южной широты. Эти примеры

еще раз показывают, как осторожно при палеогео-

графических реконструкциях следует пользоваться

известковыми породами для оценки климатической

обстановки.

Средняя глубина распространения фораминифе-

ровых илов 2000—3000 м, нижним пределом являет-

ся глубина около 5000 м. Глубже известковые раковины раство-

ряются и фораминиферовые илы заменяются красной глиной или

кремнистыми органогенными илами.

По составу фораминиферовые илы, кроме раковин планктон-

ных фораминифер — главным образом глобигерин, содержат

также раковины пелагических моллюсков — птеропод. При уве-

личении количества последних фораминиферовые илы переходят

а птероподовые; иногда наблюдаются скопления скорлупок

одноклеточных планктонных известковых водорослей — кокколи-

тофорид (если они преобладают, то илы называются кокколито-

форидовыми), присутствуют также и другие остатки как планк-

тонных, так и донных известковых организмов. В нерастворимой

части, составляющей иногда более 50% от всего осадка, преоб-

ладает глинистый материал, близкий по составу к красной глине,

а также могут присутствовать, но в значительно меньшем коли-

честве, чем в последней, зубы акул, слуховые косточки китов и

продукты вулканического происхождения. Нередко встречаются

и железо-марганцевые конкреции. Скорость накопления форами-

ниферовых илов больше, чем красных глин, но все же незначи-

тельная — 3—5 см в тысячу лет.

Кремнистые илы. Из кремнистых осадков в абиссальных об-

ластях наиболее распространены два типа: радиоляриевые и

диатомовые илы.

Радиоляриевые илы состоят в значительной части из скопле-

ний опаловых скорлупок одноклеточных планктонных организ-

мов — радиолярий. Распространены они преимущественно от-

дельными пятнами в Тихом и Индийском океанах, где представ-

ляют несколько смещенную течениями проекцию на дно ареалов

распространения радиолярий в верхних слоях воды. Радиоля-

риевые илы замещаются красной глубоководной глиной, с кото-

рой они связаны постепенными переходами. Распространены

радиоляриевые илы на глубинах от 4300 до 8200 м.

Диатомовые илы наиболее широко распространены в южном

полушарии, где образуют почти сплошной пояс вокруг Антарк-

тического материка (см. рис. 43). Такое распространение объяс-

няется тем, что диатомовых водорослей особенно много в южных

приполярных областях Тихого, Индийского и Атлантического

океанов. Отдельные пятна диатомовых илов есть и в северной

части Тихого океана, где в верхних слоях воды также пышно

развита флора диатомовых водорослей. Встречаются они пре-

имущественно на глубинах от 1000 до 5500 м, в среднем на

глубине около 3900 м. Отметим, что в Северном Ледовитом оке-

ане,

в воде которого также живет много диатомовых водорослей,

в осадках их почти нет.

Отложения океанических желобов. Океаническими желобами

называют глубоководные впадины вытянутой формы, располо-

женные преимущественно вдоль островных дуг, в окраинных