Контрольная работа - Последовательный ряд фаций шельфа - файл n1.docx

Контрольная работа - Последовательный ряд фаций шельфа
скачать (34 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx34kb.13.10.2012 19:46скачать

n1.docx

Последовательный ряд фаций шельфа, их соответствие батиметрическим зонам.

Шельф [англ. Shelf - полка, мель]. 1. В океанологии, область, затопленная морем, находящаяся на периферии континента, т. е. обширная материковая отмель (затопленная окраина материка). В глобальном масштабе ширина шельф изменяется от нуля до 1500 км, составляя в среднем 78 км. Шельф занимает около 28 млн. км2 - 8% всей площади Мирового океана. Подразделяется на 2 части: внешнюю и внутреннюю. Внешняя часть представляет собой ровную или волнистую, местами сильно расчлененную, слабо наклонную (десятки минут) абразионно-аккумулятивную поверхность (отмель прибрежная) шириной от десятков м до сот км, ограниченную со стороны открытого моря перегибом дна - краем шельфа. Глубина края шельфа меняется от 20 до 550 м, обычно около 200 м, составляя в среднем 133 м. Если край шельфа сильно расчленен и включает глубины, значительно отличающиеся от типичных для шельфа., то к этой зоне применим термин бордерленд. Внутренняя часть шельфа, примыкающая к береговой линии, представляет собой неровную поверхность со сложным слабо переработанным абразией рельефом субаэрального (денудационный, эрозионный, ледниковый), иногда тектонического (котловины, возвышенности, валы, крутые уступы и др.) происхождения, опущенную в последнем случае местами на значительную глубину.

Область (зона) батиметрическая — часть дна океанов или морей и прилегающих к нему слоев воды с характерными абсолютными глубинами или пределами глубин. Отдельные батиметрические зоны обычно характеризуются (иногда условно) следующими глубинами: шельф 0 — 200 м (до 500 — 600 м), область континентального (материкового) склона (батиальная область) от 200—500 до 2000—3000 м и более, гемипелагическая область от 2000 до 4000 — 5000 м, абиссальная область от 4000—5000 до 6000 м, ультраабиссальная - свыше 6000 м. Каждая батиметрическая область помимо различий в глубинах характеризуется также различиями в морфологии дна и особенностях развития организмов, изменениями типов осадков и их различным распространением в отложениях.

Океаны и моря занимают 3,61 - 108 км2, что составляет 70,8% площади земного шара. Судя по некоторым реконструкциям, в отдельные геологические эпохи их площади были даже более значительны. Уже это определяет то обстоятельство, что в геологических разрезах явно преобладают морские отложения.

Анализ наиболее современных гипсографических кривых показывает, что средняя глубина перегиба морского дна, который принимается за внешнюю границу шельфа и неритовой области, составляет 130 - 135 м. Однако даже наиболее поздние расчеты площадей различных океанографических зон исходят из гипсографической кривой 1933 г. где внешняя граница шельфа ограничена изобатой 200 м (табл. 1).

Таблица 1

Площади основных батиметрических зон Мирового океана (по В. Н. Степанову, 1961 г.).


Батиметрические области и интервалы глубин, м

Площадь, 106 км2 (%)

морей

океанов без морей

Мирового океана в целом

Шельфовая (неритовая) 0-200

17,640 (50,6)

9,851 (3,0)

27,491 (7,6)

Материковый склон (батиальная) 200-3000

8,631 (33,7)

43,227 (13,3)

54,968 (15,2)

Океаническое ложе (абиссальная) >3000

5,511 (15,7)

272,616 (83,6)

277,128 (77,1)


Средняя ширина шельфа современного Мирового океана около 70-75 км, максимальная - до 1200-1300 км. Весьма широкие шельфы развиты вдоль северного и восточного побережья Северной и восточного Южной Америки и западных берегов Европы и Африки.

Геологическое значение шельфов огромно, так как абсолютное большинство осадочных пород, слагающих геологические разрезы континентального сектора стратисферы, образовалось в неритовых обстановках. Именно шельфы являются и являлись основными областями седиментации и главными концентраторами осадочного материала.

Д. В. Наливкин выделил среди современных фаций шельфа два больших комплекса (нимии) — открытый шельф и обособленный. В первом он рассматривает группу фаций (сервии): равнинный берег, гористый берег, подводная долина, подводная возвышенность, открытый пролив, остров, область ледниково-ледово-морских отложений, область эолово-морских отложений, область псевдоабиссальных отложений.

В нимию «обособленный шельф» входят участки шельфа, обособленные от открытого моря. Здесь наблюдаются резкое ослабление прибоя, отсутствие течений и исключительное распространение илистых осадков, обычно плохо сортированных, часто встречаются остатки морской фауны. К обособленному шельфу отнесены сервии: бухт и фиордов, эстуарий, застойных проливов, ваттов,. мангровых зарослей, иловых впадин и застойных бассейнов. Для отложений фиордов отмечается сочетание черных пиритовых глин, обогащенных органическим веществом, и прибрежных песчано-глинистых отложений с пресноводной или солоноватоводной фауной, при обычных глубинах 200 - 300 м. Застойные проливы по составу осадков близки к лиманам и обособленным бухтам, но отличаются нормальной соленостью и морской фауной, характерной для береговых илов. Пример древних фаций обособленного пролива - бокситы и покрывающие их сланцы эйфеля Петропавловского бокситоносного бассейна на Северном Урале.

Отложения древних шельфов

Обычно связаны с глубинами до 200, иногда до 500 м. Широко распространены в ископаемом состоянии. Определяющий признак - скелетные остатки морских организмов или залегание среди фаунистически охарактеризованных морских отложений. В связи с совершенствованием углубленного фациального анализа появилась возможность выделять и характеризовать литологически и фаунистически отдельные батиметрические зоны древних шельфов и морей. Детальному фациальному анализу и характеристике древних морских фаций посвящены исследования Л. Б. Рухина, И. В. Хворовой, Л. Н. Ботвинкиной, Ю. А. Жемчужникова, П. П. Тимофеева, А. П. Феофиловой, В. С. Яблокова, Д. В. Наливкина, С. В. Максимовой, Т. Н. Мордвилко, Я. К. Писарчик, В. И. Попова, В. Г. Махлаева, Г. Ф. Крашенинникова, М. Ф. Викуловой и др., Д. К. Патрунова, Н. В. Логвиненко, Дж. Л. Уилсон и др. В 1975 г. А. И. Осипова подчеркнула, что для более детального определения условий образования карбонатных пород необходимы комплексные палеоэкологические и литологические исследования крупных регионов с воссозданием смены осадков и соответствующих им фаун. В. Т. Фролов, продолжая разработку генетических типов морских отложений, различает среди последних свыше 30 типов. Он выделяет четыре больших генетических ряда - вулканогенный, биохемогенный, мотогенный (терригенный) и подводно-элювиальный, подразделяемых в свою очередь на 13 генетических групп и генетические типы отложений.

Фации литорали. Литоралью (литоральной зоной, приливо-отливной зоной) называется прибрежная часть морей и океанов, расположенная между уровнями самого высокого прилива и самого низкого отлива. В более широком смысле используется термин «литоральная область», под которой понимается вся прибрежная часть бассейна с глубинами до 100 м. В пределах литоральной области различают: 1) супралитораль (прибойная зона выше уровня прилива, надводная часть пляжа); 2) литораль; 3) сублитораль. При выделении древних фаций литораль обычно объединяется с верхней подзоной сублиторали и описывается в качестве прибрежно-морских фаций. Нижняя подзона сублиторали с примерными глубинами от 30 до 100 м чаще всего описывается под названием «мелководные фации» (табл. 2).

Т а б л и ц а 2

Соотношение выделяемых древних фациальных зон с зонами современных шельфов.


Зоны современного шельфа

Древние фации

Вероятная

глубина, м

Литоральная

Прибрежной зоны (прибрежно-морские, прибрежные, литоральные)

до 30

Сублиторальная

Верхняя подзона (ламинариевая зона)

Нижняя подзона (зона каменных водорослей)

Мелководные (мелководноморские)

до 60-100

Неритовая

Верхняя подзона (средняя часть шельфа)

Переходные от мелководных к умеренноглубоководным

до 150

Нижняя подзона (эпибатиальная зона)

Умеренноглубоководные

до 200-500


К фациям собственно литорали относят фации пляжей и приливо-отливных побережий.

Фации пляжей выделены и описываются многими исследователями. Пляжи протягиваются вдоль всех аккумулятивных берегов, широко распространены у абразионных, а также на лагунных побережьях. Хорошим диагностическим признаком пляжевых отложений является их текстура (косая слойчатость с очень пологими углами наклона косых слойков и границ косослоистых серий - от единиц градусов до 10°, максимум 15°). Состав осадков на пляжах самый различный. Кроме обычных кластогенных осадков встречаются обломки пород, минералов, скелетов организмов; известны также пляжи из оолитов, кристаллов гипса, мирабилита и др. Размер обломочных частиц на пляжах может варьировать от мелкопесчаного до галечного и даже до валунов и глыб.

Фации приливо-отливного побережья. Особенности отложений этих фаций определяются типом берега, стадией его развития, высотой приливов и рядом других факторов. Действие этого механизма различно для абразионных и аккумулятивных берегов. Приливо-отливное побережье может переходить в пляжевое и поэтому они образуют парагенезис в ископаемых фациях. Пляжевые отложения приливных побережий более грубозернисты по составу. Фации приливо-отливного побережья обычно относят к переходным.

Фации прибрежной зоны (прибрежно-морские, литоральные).

Подобные образования формируют довольно узкие полосы осадков, протягивающиеся вдоль побережья бассейна. У скалистых побережий отложения этой зоны состоят из крупных обломков пород и содержат целые или разбитые раковины, обычно очень толстостенные. В тех случаях, когда берег был пологим и был сложен автохтонными отложениями, прибрежно-морские фации трудно отличать от литоральных (в узком значении этого слова) и даже мелководных. Поэтому к прибрежно-морским фациям лучше относить осадки литоральной зоны и примыкающей к ней верхней подзоны сублиторали, так называемой ламинариевой зоны, глубиной до 27 м, с развитыми в ней бурыми водорослями. В современную эпоху в этих пределах накапливаются преимущественно песчаные осадки. Особенность этих осадков — их высокая карбонатность в сочетании с грубым терригенным материалом. Углубления литорали заполнялись глинистыми и алевритовыми карбонатными илами.

Глыбовые конгломерато-брекчии и конгломерато-устричники — это фация скал и камней, распространенная в современных морях и почти неизвестная в древних отложениях. В их основании лежат глыбы известняка до 1,5 м в диаметре; выше конгломерат сложен полуокатанными обломками палеозойских известняков (в палеогеновое время палеозойские массивы были скалистыми островами, у которых скоплялись грубые продукты их разрушения).

Л. Б. Рухин выделил прибрежные макрофации, к которым отнес только осадки, возникающие в зоне прилива и отлива. В морях, где последних нет, к прибрежным он относил отложения, образующиеся непосредственно у береговой линии. Прибрежные конгломераты сложены хорошо окатанными гальками. Песчаники хорошо сортированы и окатаны, с перекрестной слойчатостью. Эти отложения всегда залегают на резко размытой поверхности более древних пород. Ширина зоны прибрежных отложений у скалистых берегов несколько метров, у пологих — до нескольких километров. О принадлежности к береговой зоне свидетельствуют текстурные особенности осадков: трещины высыхания, отпечатки капель дождя и кристаллов льда, волноприбойные знаки, следы животных и птиц, отпечатки растений типа мангровых реликты корневой системы и др.

Породы терригенного осадконакопления представлены двумя подгруппами: терригенной и смешанной (терригенно-карбонатной), менее распространенной.

Осадки периодов преимущественно карбонатного осадконакопления представлены тремя группами пород: известковыми, терригенно-известковыми, доломитовыми и терригенно-доломитовыми.

Среди мелководных фаций различаются две больших группы: с накоплением в осадках терригенного материала и с развитием карбонатных осадков. В группе фаций с накоплением терригенного материала выделены фации: мелко-тонкозернистых кластогенных песков с глауконитом, алевритовых тонкозернистых кластогенных песков, известковых илов с алевритисто-тонкопесчаным кластогенным материалом и мелким органогенным детритом, кластогенных алевритовых осадков без фауны, алевритовых известковых илов с мелководной фауной, застойных участков с накоплением глинистых илов. В отложениях, содержащих алевритовый или песчаный материал, наблюдаются знаки волновой ряби и мелкая горизонтально-волнистая слоистость. В них встречается разнообразная фауна (брахиоподы, пелециподы, мшанки, морские ежи, водоросли, единичные гигантские (60 - 80 см) аммониты).

К группе фаций с развитием карбонатных осадков отнесены фации: 1) карбонатного гравия, крупных и среднезернистых карбонатных песков с разнообразной фауной; 2) чистых или слабоглинистых известняковых илов с богатой и разнообразной фауной; 3) известковых илов с рудистами, брахиоподами, крупными водорослевыми онколитами и остатками орбитолин; 4) мелкокомковатых известковых илов с многочисленными мелкими фораминиферами и орбитолинами, пелециподами, иглокожими, редкими брахиоподами и водорослями; 5) широкого развития водорослей и мшанок (брахиоподы и пелециподы - редки); 6) устричных банок со скоплением Exogyra (представлены глинистыми известковистыми устричниковыми алевролитами или глинисто-алевритовыми устричниковыми известняками).

Л. Б. Рухин выделил и охарактеризовал мелководные макрофации, возникающие на глубинах до 100 м в зоне взмучивания осадков. К ним приурочены большая часть пелеципод, гастропод, мшанок, донных фораминифер, все рифообразующие кораллы, известковые губки и большинство водорослей.

Типы осадков разнообразны. Мелководность глинистых отложений подтверждает примесь песчаных частиц, иногда растительного детрита и спор наземных растений, связь с опресненными морскими или с континентальными отложениями. Органогенные мелководные фации представлены скоплениями раковин и рифами. Широко распространены оолитовые отложения (обычно не глубже 20 м) и обломочные известняковые пески и илы. Среди мелководных отложений химического происхождения возникают бокситовые, железистые, марганцовистые, фосфатные и кремнистые.

Фации средних зон шельфа.

Эти отложения выделены и детально изучены В. И. Марченко. К ним отнесены фации неокома Копет-Дага, распространение которых, по аналогии с современными морскими бассейнами, видимо, наблюдалось в средней части шельфа с вероятными глубинами от 100 до 150 м. По своим особенностям эти фации переходные от мелководных к умеренно-глубоководным. Для них характерно следующее.

1. Относительное разнообразие фаций и осадков при обычном отсутствии терригенного песчаного материала.

2. Более слабые по сравнению с мелководными фациями движения придонных вод. В осадках нередко наблюдается тонкая горизонтальная слойчатость.

3. Осадки представлены мелкими карбонатными песками, алевритовым терригенным материалом, известковыми илами и очень редко скоплениями мелкого органогенного неоктанного детрита. В них нередко встречается глауконит, а отношение в породах Fe203 / FeO колеблется от 0,3 до 1.

4. В средних зонах копетдагского неокомского шельфа еще встречаются представители почти всех групп организмов (за исключением кораллов), однако видовой состав фауны значительно обеднен по сравнению с мелководной зоной.

5. Отложения этих фаций обычно являются членами отчетливых циклов, в которых они залегают на мелководных образованиях и перекрываются более глубоководными.

6. Рассматриваемые фации сменяются в сторону берега мелководными, вглубь бассейна - умеренно глубоководными. Среди них можно различать две подзоны - верхнюю и нижнюю. Особенности верхней подзоны: а) широкое распространение в осадках терригенного алевритового материала и мелкозернистого карбонатного; развитие зачаточных оолитов; б) иногда встречаются знаки ряби и признаки подводных размывов, глинистый материал в осадках практически отсутствует; отношение Fe2O3ZFeO обычно 0,5 - 1; в) для состава фауны здесь характерны многочисленные пелециподы, крупные фораминиферы и редкие брахиоподы.

Особенности нижней подзоны: а) преобладание в осадках тонкозернистого карбонатного материала и известковых илов; б) более слабая подвижность вод; в связи с этим в осадках отсутствуют крупноалевритовые терригенные частицы, нет подводных размывов, нередко наблюдается тонкая горизонтальная слоистость, а отношение Fe2Os / FeO составляет 0,3 - 0,6; в) значительное уменьшение разнообразия фауны. По ряду особенностей некоторые фации нижней подзоны близки к фациям нижней части шельфа (умеренно-глубоководным).

Фации умеренно-глубоководные.

Л. Б. Рухин выделил и охарактеризовал умеренно-глубоководные макрофации и отнес их распространение к глубинам ниже 70 - 100 и до 500 м. По его данным, на этих глубинах органический мир значительно беднее, чем на мелководье. Встречаются кремневые губки, мшанки, морские ежи, одиночные кораллы, некоторые семейства пелеципод и гастропод, раковины планктонных и активно плавающих организмов (фораминифер, радиолярий, птеропод, диатомей, головоногих моллюсков). В рассматриваемой области распространены известковые и глинистые отложения. В верхней ее части еще встречаются алевриты, а в зоне донных течений - пески. Органогенные осадки редки и возникают главным образом за счет скоплений остатков планктонных организмов.

Встречаются коллоидно-химические образования (пластовые фосфориты, кремнистые и карбонатные породы). В глинах ничтожна примесь песчаных частиц. Для них не характерно образование в восстановительной среде. Застойные воды могут возникать только в подводных котловинах. Слойчатость, как правило, тонкая, горизонтальная; она не уничтожается впоследствии взмучиванием и илоедами, как это происходит в мелкоморье. К фациям глубоководного шельфа до 500 м глубины - некоторые исследователи относят и белый писчий мел.

Фации зоны перегиба шельфа.

В. И. Марченко в неокоме Западного Копет-Дага выделяет фации зоны перегиба шельфа по появлению на границе между фациями нижней части шельфа и батиальными (и те и другие обычно характеризуются илистыми осадками). В 1973 г. Р. Э. Эйнасто и X. Э. Нестор выделили в силуре Балтийского эпиконтинентального бассейна в самых верхах континентального склона фациальную зону с приуроченными к ней перерывами в осадконакоплении. По мнению авторов, эта фациальная зона соответствует верхней части континентального склона, непосредственно связанной с шельфовым перегибом. Дж. Л. Уилсон выделил два фациальных пояса глубоководных фаций шельфа.

1. «Фации шельфа (глубоководная ундатема») образуются на глубинах от десятков до сотен метров. Это типичная неритовая карбонатная и глинистая седиментация. Современная модель такого типа неизвестна. Преобладают богатые фаунистическими остатками известняки с прослоями мергелей. Слои выделяются четко. Изредка встречаются прослои отмытых органогенно-обломочных пород с небогатой примесью основной массы. Много ходов роющих организмов. В микритовой массе много сгустков. На плоскостях наслоения обычны следы перерывов и концентрации перемытых остатков фауны. Терригенный материал - обычно кварцевый алеврит; алевролиты и глины, переслаивающиеся с известняками; контакты слоев четкие. Присутствует разнообразная фауна. Иногда она немногочисленна, но всегда включает стеногалинные формы - брахиоподы, кораллы, цефалоподы и иглокожие.

2. «Фации окраины бассейна, или глубоководные, фации шельфа (клинотема)» образуются на самом краю карбонатообразующего шельфа за счет пелагических организмов и тонкого детрита, принесенного с соседних мелководных участков. Глубины могут достигать 200 - 300 м. Отложения находятся вблизи уровня окисления. Тонкие слои известняков с четкими контактами содержат мелкие пропластки глинистого или алевритового материала. Породы могут напоминать отложения глубоких бассейнов, но менее глинисты и слои несколько более мощны: пачки тонкослоистых известняков достигают сотен метров. Преобладают пелитоморфные известняки, темные до светлых, с примесью халькоалевролитов, включающие прослои микробрекчий и более грубых био- и литокластовых известняков. Слоистость — тонкая ритмичная флишеподобная, крупная и грубая в массивных пелитоморфных известняках. Некоторые пласты — щебенистые потоки био- и литокластов, сносимые с верхних частей подводного склона. Ближе к шельфу встречаются отложения мутных потоков; экзотические глыбы и потоки обломочного материала более часты. Терригенный материал присутствует редко, за исключением глинистых линзовидных прослоев; характерны кремни. Комплекс фауны может представлять смесь более древних форм, обитавших на шельфе, бентонных организмов, живущих на подводном склоне, и некоторого количества пелагических форм. Судя по приведенному описанию, этот фациальный пояс включает лишь отчасти фации низов шельфа, а в основном это батиальные фации, распространенные значительно ниже глубины 200 - 300 м.

Фации донных течений.

Среди фаций, образованных донными течениями, выделяются фации: открытого шельфа, зоны волнений и постоянных морских и океанических течений, а также каменистого дна и склоновых (контурных) течений. Фации открытого шельфа обычно представлены осадками песчаной и алевритовой размерности, преимущественно терригенными, реже карбонатными (обломочными, органогенными, оолитовыми).

Фации зоны волнений и постоянных морских и океанических течений.

Л. Н. Ботвинкиной различаются образования зоны волнений с глубинами до 200 м и зоны постоянных морских течений (отложения течений в прибрежной зоне и донных течений открытого моря). Отложения зоны волнений чаще всего песчаные, реже более крупнозернистые (гравийные и галечные). Для зоны мелководья весьма типичны глинисто-алевритовые прослои, в особенности для донных осадков, продолжающих ваттовые накопления. Отложения морских течений в прибрежной зоне обычно представлены хорошо сортированными песками и крупнозернистым алевритом, реже гравием и галькой, но могут быть сложены и оолитами, раковинным детритом, копрогенным и другим материалом. Для них характерна мелкая и крупная косая слойчатость, однонаправленная или разнонаправленная. Отложения донных течений открытого моря распространены на самых различных участках морского и океанического дна. На дне океанов и морей на глубинах до нескольких километров многократно отмечалась асимметричная рябь течений. Ряби (а следовательно, и косая слойчатость) наблюдаются не только на терригенных песках. На больших глубинах они образуются в фораминиферовых песках, в глобигериновых и других отложениях. На поверхности рябей видны следы передвижения и ползания различных донных животных. Для поверхности наслоения в зоне глубоководных отложений характерны промоины около отдельных валунов, галек и обломков.

Для области донных течений характерны размывы и выходы коренных пород. Фации каменистого дна. В областях развития сильных донных течений распространены фации каменистого дна. Они распространены на самых различных глубинах — там, где осадки вообще не отлагаются, а ранее отложенные - размываются. В ископаемом состоянии они описаны в отложениях различного геологического возраста. В меловых отложениях Кызылкумов обнаружено каменное морское дно, образовавшееся в зоне прибоя, с норками сверлящих организмов и волноприбойными знаками.

Фации склоновых (контурных) течений (по И. О. Мурдмаа).

Глубоководные склоновые придонные течения развиты на континентальных склонах и на их подножиях, а также на склонах глубоководных желобов и подводных поднятий. Глубоководные отложения этих течений, называемые контуритами, местами образуют на континентальных подножиях аккумулятивные тела (валы, гряды) мощностью до 2 тыс. м, сложенные преимущественно алеврито-глинистыми терригенными илами (атлантический склон Северной Америки).

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации