Морские отложения

При разработке вопросов классификации морских отложений и океанических осадков генетические критерии использовались частично. Основное внимание уделялось вещественному составу, а иногда лишь грансоставу. До сих пор не существует общепринятой классификации морских отложений по генетическим типам. Но отдельные генетические типы отложений все же прочно вошли в терминологию литологов и океанологов. Это прибрежно-морские (литоральные), формирующиеся в приливно-отливной зоне; отложения пляжей и пересыпей, подводных баров, ваттов, прибрежных лагун, коралловых рифов. Чем дальше от берега, тем менее разнообразен механизм аккумуляции и тем сложнее выделение генетических типов отложений.

Во время плейстоценовых межледниковых эпох на европейский Северо-Восток неоднократно распространялись морские трансгрессии. Фациально-генетический анализ и литологическое изучение морских отложений в регионе ранее практически не проводились. В условиях характерного для территории полярного и холодного гумидного климата с подавленным хемогенным и органогенным осадконакоплением здесь происходило формирование в основном терригенных морских отложений. Наибольшим распространением в регионе пользуются прибрежно-морские осадки или отложения побережья, представленные широким спектром литологических и фациальных типов пород, что обусловлено многообразием факторов седиментации.

Море – область преимущественного накопления осадков. Морское дно, как и суша, представляет неоднородную область, где сочетаются интенсивное осадконакопление и размыв или очень слабая седиментация. Но в целом морское осадконакопление более устойчиво, чем континентальное, поэтому морские фации более выдержаны по составу и другим признакам.

Типы морских водоемов (по Г.Ф.Крашенинникову)

Первый тип – океаны, занимают две трети современной земной поверхности. Океанические осадки – это наиболее глубоководные осадки, имеющие автономный характер и наименее связанные с материками. В ископаемом состоянии отложения открытых частей океанов почти неизвестны.

Второй тип – моря и заливы, открытые в сторону океана: заливы Бискайский и Аляска, Аравийское море и др. Особенности – непосредственный контакт с сушей и свободное сообщение с океаном. Осадконакопление в них тесно связано с океаническим режимом. Наиболее отчетливо выражены трансгрессивные и регрессивные толщи.

Третий тип – окраинные моря, отделенные от океана цепочкой островов. Это Охотское, Японское, Восточно-Китайское, Карибское моря, а также Мексиканский залив и др. Они обладают определенной спецификой гидрохимического режима и населяющих их организмов.

Четвертый тип – внутриматериковые моря – Красное, Средиземное, Черное. Они вдаются в сушу, соединяясь с океаном неглубокими проливами. В результате возникают специфические гидрохимические условия. При небольшом падении уровня воды море превращается в изолированный бассейн.

Пятый тип - замкнутые и изолированные от океана водоемы (по сути озера): Каспийское и Аральское моря.

Второй – пятый типы наиболее характерны для шельфовых зон (исключая Средиземное и Черное моря). Шельфы являются подводным продолжением материков, прослеживаются на глубинах до 600-1000м. Средний уклон поверхности шельфа равен 2м на 1км. С внутренней стороны они ограничены береговой линией, а с внешней – континентальным склоном.

Морские водоемы различаются по форме поперечного сечения и делятся на котловинные и плоские. Первые характеризуются крутыми склонами при глубинах в несколько тысяч метров. Вторые отличаются очень пологими склонами и небольшими глубинами (до 200-400м), т.е. имеют широкие шельфы. К этому типу принадлежали древние эпиконтинентальные моря.

Движение морской воды, источники терригенного материала и

физико-химические свойства морской воды

Осадконакопление в морях определяется соотношением аккомодационного пространства – пространства, в котором возможна аккумуляция осадков, и объемов поступающих терригенных или формирующихся био- и хемогенных осадков. Объемы поступающих терригенных осадков контролируются рельефом и климатом прилегающей суши. Источником терригенного материала являются речной сток, вулканические извержения, ветровой и ледниковый переносы. Перераспределение терригенного материала происходит за счет волнений и течений, приливов и отливов. Для терригенного осадконакопления благоприятны зоны холодного и умеренного влажного климатов, а также районы с прилегающей гористой местностью, где интенсивно поступающий терригенный материал подавляет карбонатную седиментацию.

Итак, основные типы движений морской воды, формирующие текстурные особенности пород, это деятельность волн, береговые и океанические течения, приливы и отливы, плотностные потоки, глубоководные течения.

Основные физико-химические свойства морской воды связаны с соленостью (средняя 35 промилле), содержанием различных газов: кислорода, углекислого газа и сероводорода, температурой (в плане осаждения карбонатов), светом и другими факторами.

Одна из основных черт морской среды – разнообразие органического мира. Суша может быть с морскими организмами, но не может быть моря без морских организмов, по Д.В.Наливкину.

Классификация и характеристика переходных фаций

Граница между сушей и морем называется береговой линией. Она весьма неустойчива. Часть суши, примыкающая к береговой линии и испытывающая влияние водоема, называется побережьем. В зависимости от конкретных условий волны в береговой зоне формируют то пологий пляж, иногда с береговыми валами, то береговой обрыв – клиф, то изрезанный бухтовый берег.

Литоралью называют прибрежную мелководную часть моря. Этот термин употребляют в разном смысле. Наиболее распространено представление о литорали как о прибрежной мелководной части моря, где действуют волнения или приливы-отливы, а также много света, воздуха и питательных веществ. Но иногда всю шельфовую зону относят к литорали. Комплекс фаций, связанных с осадконакоплением в литоральной зоне, является переходным от континентальной обстановки седиментации к морской и включает пляжевые, баровые, дельтовые, лагунные, эстуариевые, приливно-отливные и другие фации. Наиболее существенные их признаки: 1) текстурно-структурные изменения в слое; 2) знаки ряби течений и волнений, ходы илоедов; 3) обилие растительных остатков; 4) наличие нормальной морской фауны и фауны опресненных водоемов; 5) связь с континентальными и морскими фациями.

В пределах литоральной зоны выделяются три подзоны. С упралитораль выделяется выше уровня приливов. На нее попадают набегающие волны, брызги. Здесь находится и верхний пляж. С обственно литораль – зона, регулярно заливаемая морской водой при приливе и осушающаяся при отливе. Эта зона при приливах выше 10 м имеет значительную ширину (до нескольких десятков км). В морях, лишенных приливов, зона имеет небольшую ширину и располагается у уреза воды. В условиях волновых побережий в этой подзоне волны расходуют основную часть своей энергии. Здесь же находится подводное продолжение пляжа – нижний пляж. С ублитораль – часть литоральной области, постоянно находящейся под водой. Нижняя ее граница неопределенна. В строгом смысле за нее принимается глубина 10-30 м, где кончается работа волн, взмучивающая осадки, или находится волновой базис. В условиях волнового и приливно-отливного побережья здесь накапливаются отложения верхней и нижней предфронтальных зон пляжа. В условиях заливно-лагунного побережья именно здесь развивается лагунный комплекс осадков. Характерной для пляжевых отложений является связь их в плане с осадками шельфа.

Верхний пляж – часть приливно-отливной полосы, не заливаемая морем. Во время высоких приливов находится в зоне воздействия волн и слабых течений. Преобладающими осадками являются горизонтальнослоистые пески с отдельными прослоями мелкой ряби течения. Характерны высокая окатанность обломков всего гранулометрического спектра и отполированная блестящая поверхность песчинок и гравия, что связано с воздействием ветровых процессов. Во время штормов происходит относительная сортировка материала, формируются россыпи тяжелых минералов.

Нижний пляж – периодически осушаемая и заливаемая морем часть приливно-отливной полосы. Седиментационный процесс здесь связан с волнениями водных масс, а обломочный материал перемещается как волочением, так и в суспензии. Формируются промытые и хорошо сортированные мелко- и среднезернистые пески с включениями гравия, мелкой гальки и раковинного детрита, реже гравийные отложения. Характерна горизонтальная или пологая косая разнонаправленная (клиновидная) слоистость, симметричные и асимметричные знаки ряби с различными уклонами. По составу пляжевые отложения изменяются от грубых глыб до тонкого песка в зависимости от типа побережья. В латеральном разрезе крупность отложений уменьшается в сторону моря. В пределах нижнего пляжа происходит образование береговых баров.

Предфронтальная зона пляжа постоянно находится под водой и отличается максимальной волновой активностью, что способствует формированию песчаных отложений, слагающих береговые и барьерные бары. Характерны косая разнонаправленная, иногда желобковая типы слоистости, а также мегарябь волнений. Предфронтальная зона обычно подразделяется на нижнюю и верхнюю подзоны. При этом нижняя подзона отличается более мелкозернистым составом, массивными и (или) горизонтальнослоистыми текстурами, часто отмечается интенсивная биотурбация.

Осадки приливно-отливных равнин отлагаются в узкой зоне (до 7-10 км) между уровнями прилива и отлива, обычно в интервале от 2-3 до 10-15 м и представлены вблизи уровня прилива глинами и алевритами, около отметки отлива – песками, редко гравием, а между ними – смешанными отложениями. Наиболее характерны косая бимодальная (елочная) слоистость, обусловленная перемещением течений в двух направлениях (в сторону суши и в сторону моря), волнистая и линзовидная слоистость равномерного переслаивания глинисто-алевритовых и песчаных отложений. Для приливно-отливных каналов типичны крупные знаки ряби, тогда как малые знаки ряби являются обычными текстурами приливно-отливных равнин в нижних частях литоральной зоны. Диагностическими для отложений приливно-отливных равнин являются реактивационные поверхности, подчеркнутые прослоями глинистого материала, глинистыми катунами и угловыми несогласиями, слои ракушечной «мостовой», а также трещины усыхания, свидетельствующие о субаэральной экспозиции осадков, и криогенные текстуры.

Прибрежные лагуны и эстуарии. Относительно небольшие полузакрытые прибрежные водоемы называются прибрежными заливами. Неглубокие водоемы, расположенные параллельно берегу и связанные с открытым морем узкими протоками, – лагуны. От открытого моря их отгораживают песчаные бары или барьерные острова. При гумидном климате водоемы лагун опреснены, и в них преобладают песчано-глинистые осадки. Плоские побережья их являются благоприятными для образования торфа и углей. При аридном климате в лагунах образуются карбонатные (доломит) и галогенные отложения (гипс, ангидрит, каменная соль). В протоках лагун преобладают пески и развита рябь течений. Образование прибрежных лагун и приливно-отливных равнин сходно, и различить их в ископаемом состоянии практически невозможно.

Эстуарии (от латинского aestus – прилив) рассматриваются как нижние течения рек, открытых в море. Одни исследователи определяют эстуарий как «залив моря, входящий в нижнее течение реки до уровня, ограниченного верхним пределом прилива, и подразделяемый на три сектора: а) морской, или нижний эстуарий, б) средний – зону сильного смешения морских и пресных вод и с) верхний, или флювиальный эстуарий. Другие определяют эстуарий как морскую часть речной долины, получающую осадки из реки и моря, и на которую влияют приливные, волновые и речные процессы. По их мнению, эстуарии могут образовываться только в условиях относительного подъема уровня моря, т.е. трансгрессии. Глинистый материал, поставляемый в основном реками, накапливается в центральной части эстуария. При этом осаждение глинистого материала усиливается за счет смешения речной и морской воды. Глинистые осадки могут включать раковины моллюсков, обрывки деревьев. Типичные текстуры – горизонтальная слоистость, следы илоедов и биотурбации. Песок поставляется со стороны моря, а также может переноситься по приливным каналам. При этом образуются различные знаки ряби, крупные дюны, разнонаправленная косая слоистость. Вертикальная последовательность фаций в эстуариях зависит от типа эстуария, а также общей трансгрессивной и регрессивной тенденции развития. В случае трансгрессии происходит смещение фаций в сторону суши, в результате чего пески устьевого бара перекрывают отложения средней и верхней частей эстуария. И наоборот, регрессия может привести к заполнению и разрушению эстуария.

Комплекс баровых фаций развит вдоль побережий, часто отделяя лагуны от открытого моря и представлен прибрежными барами и барьерными островами. В разрезах отложения баров представляют удлиненные линзовидные тела, ориентированные параллельно побережью и сложенные преимущественно песками как флювиального, так и эолового генезиса, как правило, хорошо сортированными и окатанными. Характерен комплекс текстур, типичных для обстановки пляжа. Эоловые пески определяются крупной диагональной слоистостью с крутыми до 45^о углами падения слоев, со следами корней растений и погребенными почвами. Баровые пески постепенно переходят в более тонкие по составу осадки открытого моря, а в сторону суши смыкаются с глинисто-алевритовыми отложениями лагуны.

Между шельфом и пляжем расположена переходная зона, главным фактором формирования которой являются процессы волнения. Глубина ее определяется величиной энергии волн: она тем меньше, чем меньше волновая энергия. Согласно существующим представлениям, верхняя граница переходной зоны находится в среднем на глубинах 8-10 м. Представлена она комплексом осадков от глин и глинистых алевритов до глинистых песков, обычно неслоистых. Характерны линзы и прослои песков, отложенных во время штормов. Иногда отмечаются прослои автохтонных и аллохтонных видов раковин.

Под шельфом понимается область, начинающаяся непосредственно за береговыми барами и переходной зоной и протягивающаяся с глубин 10-20 м до начала континентального склона. В результате волнений и течений на шельфе происходит разделение осадков по крупности, однако во многих его участках скорость течения ничтожна и не оказывает никакого воздействия на донные отложения. Согласно идеализированной схеме Дж. Аллена, в прибрежной и шельфовой зонах на определенных глубинах накапливаются определенные типы осадков. В частности, на глубинах от 0 до 2,5-10 м формируются косослоистые пески с редкой фауной, алевриты и илы с линзами песка, содержащего фауну, накапливаются на глубине 20-50 м, а глубже 20-50 м образуются илы с фауной. Изменчивость динамики шельфовой зоны и неровности дна обуславливают пятнистость в распределении осадков, хотя последовательность в их накоплении просматривается. Отложения шельфа представлены преимущественно глинами и алевритами с прослоями близ береговой зоны грубого алеврита или тонкозернистого песка, известных под названием «штормовых слоев».

В плейстоценовых разрезах европейского Северо-Востока идентифицирован практически весь комплекс морских терригенных фаций: выделены осадки трех подзон литорали, включая фацию песчаных баров, приливно-отливных равнин, приливно-отливных каналов и лагун, а также отложения переходной зоны и мелководного шельфа. Наиболее хорошо сортированы отложения пляжа и песчаных баров (S_c до 0,73). Представлены они промытыми мелкозернистыми песками с включениями редкой гальки, обломков угля, обрывков растительных тканей, со скоплениями темноцветных минералов. Характерны косая слоистость, симметричные и асимметричные знаки ряби волнения и течения.

Осадки области приливно-отливный равнины представлены переслаиванием мелкозернистых песков и глинистых алевритов. Степень сортированности отложений ниже, чем осадков пляжа и песчаных баров: S_с до0,52.

Наиболее слабо сортированы отложения мелководного шельфа (S_c до 0,16). Представлены темноокрашенными глинами и алевритами, часто с раковинами моллюсков. Слоистость для них нехарактерна, хотя иногда отмечается горизонтальное переслаивание осадков, несколько различных по грансоставу.

Дата добавления: 2014-01-07