3.4. Накопление осадков в бассейнах не­нормальной солености

Осолоненные и солоноватоводные (опресненные) бас­сейны часто возникают на окраинах континентов, где утра­чивается либо затрудняется связь с океаном или происходит смешивание пресных вод с морскими. Это — разнообразные заливы, лагуны, эстуарии (губы), дельты, рек, прибрежные озера. Бассейны ненормальной солености могут существо­вать внутри континентов; это различные по величине озера и

184

внутриконтинентальные моря (Историческая геология, 1985).

ДЕЛЬТЫ

Наиболее сложный комплекс фаций развит в дельтах и вызван сложным сочетанием речных и прибрежно-морских фациальных условий (рис. 3.4.1). С этой зоной связан пер­вый уровень лавинной седиментации.

Осадки аллювиально-морские формируются под влия­нием речного стока и могут далеко проникать в морской бассейн — на расстояние до нескольких сотен километров. Они характеризуются пестротой и быстрой сменой по про­стиранию и в разрезе. В зависимости от влияния морских ус­ловий в дельте выделяются следующие три части (Историче­ская геология, 1985).

1. Дельтовая равнина, находящаяся обычно выше уровня моря, где главную роль играют речные процессы. Осадки представлены косослоистыми (в русловых фациях) и гори­зонтально-слоистыми песками (со знаками ряби течений), реже галечниками и гравием (осадки действующих и остав­ленных рукавов реки) и более тонкозернистым плохо отсор­тированным материалом, который отлагается между рукава­ми во время паводков. При влажном климате здесь часто развиваются болота с торфяниками, а при засушливом кли­мате возникают соленые озера, в отложениях которых среди тонкозернистых терригенных осадков встречаются прослои гипса и галита.

185

Рис. 3.4.1. Реконструкция дельты (а) и профиль (б) прибреж-но-морских отложений каменноугольного возраста на юго-востоке Северной Америки. I—дельтовая равнина; II—под­водный склон дельты; III— донный участок дельты; IV—ак­тивно нарастающая дельта; V—брошенная дельта. 1—песча­ники; 2—алевролиты и аргиллиты; 3—ископаемые почвы; 4 — известняки (Историческая геология, 1985); в – дельтовый тип косой слоистости: «а» – вершинные грубозернистые пески; «в» – среднезернистые слои склона и «с» - тонкозер­нистые донные слои (Наливкин, 1933).

186

23. Подводный склон дельты (авандельта), находящийся ниже уровня моря, где на формирование осадков влияют морские волны и приливы. Здесь накапливаются тонкозер­нистые алеврито-глинистые плохо отсортированные косо-слоистые отложения. Русловые фации занимают большие площади. Характерны подводные косослоистые прирусло­вые валы. Самый грубозернистый материал осаждается обычно близ устьев рукавов дельты; в удалении от берега осадки становятся все более тонкозернистыми.

24. Донный участок дельты, находящийся под водой, где формирование осадков происходит полностью в мор­ских условиях. Тонкозернистые осадки (алевриты, глины, карбонатные илы) слагают косо- и горизонтально-слоистые серии, более выдержанные по простиранию, чем в преды­дущих двух группах фаций. В разрезах дельт в общем слу­чае морские отложения перекрываются авандельтовыми, за­тем надводными наземными образованиями, что вызвано накоплением приносимых рекой осадков и продвижением дельты в глубь бассейна. Здесь накапливаются турбидиты.

Осадки эстуариев близки к осадкам подводной части дельты. Органические остатки в осадках дельт и эстуариев представлены смесью пресноводных, солоноватоводных и морских организмов; многочисленны остатки наземных рас­тений. В отложениях дельтовой равнины преобладают ос­татки пресноводных и наземных организмов; при продвиже­нии вглубь моря начинают преобладать солоноватоводные формы (Историческая геология, 1985).

187

ЛАГУНЫ, ЗАЛИВЫ И ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬ-НЫЕ БАССЕЙНЫ

Характер осадков во многом определяется физико-географическими условиями (климат, наличие впадающих рек, степень изоляции от моря). Наиболее важными особен­ностями таких бассейнов являются их мелководность и не­нормальная соленость. Во влажном климате и при поступле­нии речной воды эти бассейны становятся солоноватовод-ными; в засушливом климате, когда количество атмосфер­ных осадков не восполняет испаряющуюся воду, развивается осолонение. Кроме того, соленость может меняться от сезона к сезону.

Для рассматриваемых бассейнов характерны мелко­зернистость и горизонтальная слоистость отложений, а так­же однообразный состав органических остатков. Из терри-генных осадков распространены пески, алевриты, глины, хо­тя в прибрежных частях бассейнов могут встречаться также гравий и галечники. Хемогенные эвапоритовые осадки ши­роко развиты в осолоненных бассейнах, это разнообразные соли (сильвин, галит, мирабилит и др.), гипс, ангидрит (рис. 3.4.2, 3.4.3). В некоторых бассейнах отлагаются карбонатные илы. При определенных условиях могут накапливаться же­лезистые, бокситовые и марганцевые осадки. Органогенные отложения состоят из остатков эвригалинных организмов (пелеципод, гастропод, мшанок и др.) и разнообразных во­дорослей, в том числе кремневых и известьвыделяющих. При заболачивании лагун и озер появляются торфяники. В застойных участках бассейнов развиваются восстановитель­ные условия, здесь могут образоваться сапропелиты (Исто­рическая геология, 1985).

188

Своеобразным строением отличаются подводные и надводные валы (бары и косы), отделяющие заливы, лагуны и лиманы от открытого водного бассейна. Они сложены от­носительно грубозернистым и довольно плохо отсортиро­ванным материалом с косослоистой и массивной текстурой.

В геологическом прошлом лагунные области и внут-риконтинентальные моря временами занимали большие про­странства; осадки этих бассейнов благодаря многократным миграциям береговых линий распространены на огромных территориях (Историческая геология, 1985).

Рис. 3.4.2. Крымский полуостров с окружающими его с севера лагунами— Сивашем и др. (показаны стрелкой; Наливкин, 1933)

189

Рис. 3.4.3. Схема строения залива Кара-Богаз-Гол и разрез четвертичных отложений (Историческая геология, 1985). 1— песок; 2—песчаник; 3—гипс; 4—глауберит; 5—мирабилит; 6—галит; 7—астраханит-галитовые отложения; 8—гипсово-карбонатные отложения с песком; 9—гипсово-карбонатные отложения с фауной; 10—глины; 11—палеогеновые глины и суглинки

190

Отдельную группу представляют соленые озера. Ха­рактер осадков в них зависит от способа питания озера. Если поступление воды происходит из временных потоков, в озе­рах накапливаются глинистые и алевритовые илы с про­слоями эвапоритов (гипса и каменной соли), которые обра­зуются в наиболее засушливые периоды. В озерах, питаю­щихся солеными грунтовыми водами, обломочный материал почти не откладывается, а основными осадками являются соли. Терригенный материал присутствует в виде тонких прослоев или примесей (Историческая геология, 1985).

191

Континентальные отложения генетически очень разно­образны и в большой степени зависят от рельефа местности, тектонических движений, многих химических факторов и т.

д. Особую роль играют климатические условия, так как при одинаковом рельефе (долина реки, подножие склона и др.) возникают разные фации в условиях разного (аридного, суб­арктического и т. п.) климата. Из древних континентальных фаций легче восстанавливаются фации областей аккумуля­ции, занимавшие пониженные части рельефа. Однако значи­тельная территория континентов является областью размыва и выветривания. Определение местоположения и площади таких областей проводится главным образом по результатам изучения прилегающих к ним территорий, на которых отла­гались продукты разрушения, а также на основе исследова­ний кор выветривания. Определение синхронности конти­нентальных отложений затрудняется частыми размывами и переотложениями осадков, а также бедностью и однообрази-192

ем органических остатков. Большую роль в стратиграфии континентальных отложений играют споры и пыльца назем­ных растений.

Каждая крупная физико-географическая обстановка (речная долина, область пустынь, приледниковая равнина и т. д.) может быть охарактеризована определенным набором фаций — парагенетическим рядом фаций, представленных различными генетическими типами отложений: лимниче-скими, делювиальными, аллювиальными, гляциальными, флювиогляциальными, эоловыми и т. д. (Историческая гео­логия, 1985)

ОТЛОЖЕНИЯ ПРЕСНОВОДНЫХ БАССЕЙНОВ

Они включают группы фаций водных потоков, озер, бо­лот, источников (Историческая геология, 1985).

193

Фации водных потоков (временных или постоянно действующих—речных). Для них характерны терригенные осадки с косой слоистостью, поверхностями размыва, значи­тельной изменчивостью, с редкими остатками растений и пресноводных организмов, а также костей наземных живот­ных. При благоприятных условиях эти накопления могут достигать большой мощности и занимать значительную площадь.

Наиболее типичными образованиями временных пото­ков являются конусы выносов предгорий (пролювий).

Грубообломочный плохо окатанный материал (пролю­вий), сносимый временными потоками к подножию горной страны, формирует предгорную равнину. Для такой толщи характерно присутствие отложений грязевых потоков (се­лей)—массы несортированного песчано-глинистого мате­риала с крупными обломками (рис. 3.5.1).

Ниже по склону грубозернистые осадки переходят в

песчано-галечные отложения постоянных водотоков. Пло-

Рис. 3.5.1. Чередование отложений временных (1) и постоян­ных (2) потоков (Историческая геология, 1985)

194

А

Б

Рис. 3.5.2. А – пролювиальный конус выноса оврага Чах-Махлы в русло реки Бодрак (Крым). В составе обломков ко­нуса присутствуют фрагменты коренных пород разрушаю-

195

щихся гор (на заднем плане, справа) – щебень мергелей кампана–маастрихта (кудринская свита). Б – тип косой слоистости временных потоков (Наливкин, 1933)

щадь распространения отложений предгорий обычно неши­рока, но имеет большую протяженность, так как эти осадки тянутся вдоль подножия горных цепей; в составе обломков отражается состав разрушающихся гор (рис. 3.5.2).

Отложения речных фаций (аллювий) широко распро­странены среди континентальных осадков. Реки являются главнейшими агентами переноса продуктов разрушения су­ши в водные бассейны (рис. 3.5.3). При транспортировке часть осадков остается в речной долине. Выделяют группы отложений русловых, береговых, паводковых площадей.

Отложения русел (рис. 3.5.4–3.5.7) слагаются из осад­ков глубоких частей русел, перекатов и кос. В глубоких час­тях русел накапливается грубозернистый материал (галька, гравий, крупнозернистый песок), который залегает обычно в виде линзообразных тел небольшой мощности. Характер об­ломочных отложений изменяется вниз по течению: увеличи­ваются окатанность и сортировка обломков (рис. 3.5.4 и 3.5.5), в их составе исчезают неустойчивые минералы и гор­ные породы. Гальки русловых отложений обычно округлые в поперечном сечении, имеют плохо обработанную поверх­ность.

Наибольшая часть русловых отложений накапливается на косах и перекатах, сложенных песчаными (песок, алев­рит) хорошо отсортированными осадками, образующими ко-сослоистые серии (рис. 3.5.3 б). Для отложений перекатов характерны знаки ряби и размыва; последние возникают в связи с миграцией неустойчивой массы осадков вниз по те­чению.

196

197

1

_**ь&*шш

SHFis^v

. ^к~' >■*-*

Рис. 3.5.3 б. Средняя часть Гранд каньона. Условные обозначения приведены на рис. 3.6.3 а. Рис. 3.6.3 иллюстри­рует задание №11 мето­дических указаний по исторической геологии («блок-диаграмма»). Ус­ловные обозначения (цифры) в подрисуноч-ных подписях к рис. 3.6.3 соответствуют ус­ловным обозначениям на стр. 131 методических указаний

198

•.►

.>

199

сформировавшей Большой Крымский Каньон.

Видна русловая фация аллювия. Галька средней степени

окатанности

200

Рис. 3.5.5. Самое узкое место Большого Крымского Каньона в нижней части выполнено плохо окатанной галькой и валунами.

Перекаты могут превращаться в речные острова с на­земной растительностью. В отложениях кос встречаются за­топленный растительный материал и раковины пресновод­ных двустворчатых и брюхоногих моллюсков. Особое место

201

А

Б

Рис. 3.5.6. А - русло реки Бодрак на южной окраине с. Скалистое (Крым). Русловой аллювий представлен галькой разной степени окатанности и размера преимущественно терригенных пород нижнего структурного комплекса района практики (песчаники, аргиллиты и др.) триасово-юрского возраста и терригенно-карбонатных пород верхнего комплекса мелового возраста. Справа - коренные выходы мергелей нижнего маастрихта (кудринская свита). Б - речной тип косой слоистости (Наливкин, 1933)

202

203

среди речных отложений занимают тонкослоистые глини­стые осадки изолированных участков русел-стариц, где оса­ждение терригенного материала происходит из взвеси, при­носимой паводками. Со временем старицы могут превра­щаться в болота (Историческая геология, 1985).

Отложения паводковых площадей образуются на са­мых низких участках пойм, выполняющих роль отстойных бассейнов, в которых откладываются взвешенные тонкозер­нистые осадки (алевриты и глины). Осадки образуют серии, внутри которых наблюдается уменьшение зерен снизу вверх. Встречаются остатки пресноводных моллюсков и костей позвоночных животных. На поверхностях пластов часты трещины усыхания. При влажном климате могут воз­никать пойменные болота, дающие прослои торфа. Иногда в пойме располагаются мелкие озера. Древние аллювиальные равнины, формируясь длительное время в результате мигра­ции рек, занимали огромные площади (Историческая геоло­гия, 1985).

Озерные (лимнические) отложения довольно разно­образны и зависят от происхождения озера, климата и рель­ефа района, а также от количества поступающих осадков. Общими признаками озерных отложений являются замкну­тость контура их распространения и зональное распределе­ние осадков. В зоне прибоя у берега откладывается наиболее крупнозернистый материал, глубже—мелкозернистый, в зо­не ниже волнового базиса—самый тонкозернистый. Однако в крупных озерах, принимающих в себя реки или имеющих извилистые берега, правильная зональность осадков может нарушаться. Озерные отложения обычно имеют горизон-

204

тальную, иногда очень тонкую, слоистость; косослоистые породы редки (Историческая геология, 1985).

Наиболее распространены обломочные и в меньшей степени хемогенные и органогенные отложения. Из терри-генных осадков преобладают пески, алевриты, пелиты. Хе-могенные осадки могут быть представлены известняками, железистыми и марганцевыми соединениями, бокситами. Среди органогенных озерных отложений в застойных частях озер может образовываться сапропель, а при зарастании озе­ра часто появляется торф. При хорошей циркуляции вод в них пышно развивается органический мир и вследствие это­го могут возникать кремнистые и карбонатные органогенные отложения (например, диатомиты и ракушняки). Вертикаль­ный разрез озерных отложений обычно представляет собой регрессивный цикл, связанный с заполнением озера осадка­ми.

В пресноводных озерах обитают немногочисленные виды пресноводных организмов: гастроподы, пелециподы, остракоды, филлоподы и рыбы. Растительная жизнь обильна на мелководье и на поверхности воды. В мелководных озе­рах, где зона обитания растений достаточно широка, органо­генные осадки, в том числе кремнистые и карбонатные, мо­гут играть большую роль. При разрушении карбонатов, об­разованных некоторыми известьвы-деляющими водоросля­ми, получается озерный мел (гажа).

Болотные отложения возникают на влажных плохо дренируемых равнинах и на месте зарастающих озер. Наи­более типичным болотным образованием является торф; обычно он чередуется с маломощными глинистыми про-

205

слоями. В осадках встречаются стяжения и прослои желези­стых соединений. Известны месторождения озерно-болотных железных руд (Историческая геология, 1985).

ОТЛОЖЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ И КАРСТОВЫХ ПОЛОСТЕЙ

Отложения источников и карстовых полостей

встречаются довольно редко. В ископаемом состоянии они выявляются по хемогенным, преимущественно карбонат­ным, отложениям (известковые туфы и травертины - см. рис. 3.5.8 и 3.5.9); иногда им сопутствуют карстовые брек­чии (Историческая геология, 1985).

206

Рис. 3.5.8. Каскад «ванн» из известкового травертина, за­полненных минеральной водой источника Памуккале (Тур­ция)

Рис. 3.5.9. Натечные формы известкового травертина источ­ника Памуккале (Турция)

207

ОТЛОЖЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ