ЛЕКЦІЇ ""
ЛЕКЦІЯ 1. ВСТУП
1.Історія виникнення і становлення поняття фацій.
Вперше застосував термін "фація" датський вчений Н. Стено в XVII столітті для позначення вивчених пачок шарів в районі Флоренції. Це слово походить від латинського слова facies і означає вигляд, обличчя. Фактично він позначив фаціей те, що тепер називається горизонтом.
Основоположником сучасного розуміння терміну "фація" вважається швейцарський геолог А. Гресслі (A. Gressly). Ще студентом, займаючись вивченням Юрських гір в Швейцарії в тридцятих роках минулого століття, він зауважив, що у відкладеннях кожного стратиграфічного горизонту при латеральному його прослеживании можна побачити зміни петрографічного складу складають його відкладень і ув'язнених у них органічних залишків (рис.1 з Леонова-Фролова ). Наприклад, у вапняках присутня різноманітна фауна: корали, голкошкірі, моховинки та інші, а в глинистих породах укладена одноманітна фауна молюсків. Це дозволило йому помітити помилки попередніх геологів при зіставленні розрізів по послідовності нашарування. Щоб уникнути цього він почав використовувати метод, заснований на прослеживании кожного стратиграфічного горизонту в горизонтальному напрямку, відзначаючи всі зміни його складу і органічних залишків у ньому. У результаті він сформулював поняття фацій як структурної частини або "модифікації" стратиграфічного горизонту (або інший стратиграфічної одиниці), що відрізняється якими-небудь об'єктивними ознаками від суміжних одновікових частин. Тобто він розумів фації як ділянки, складені відкладеннями одного віку, але різного петрографічного складу і з різними органічними залишками. Походження фацій він пов'язував з різними умовами утворення порід: "Модифікації, як петрографічні, так і палеонтологічні, які виявляються стратиграфічним горизонтом на площі його розповсюдження, викликані відмінностями місцевих умов і іншими причинами, які і в наші дні надають чинять такий сильний вплив на розподіл живих істот на морському дні. "(У виданні, 1838, с.12) (рис. по Гресслі, 1840 з Крашеннікова, 1971). У відкладах порландскіх шарів верхньої юри Гресслі виделелі ряд фацій: 1 - коралова - мінливого петрографічного складу з багатою різноманітною фауною, 2 - літоральної мулиста з устрицями, 3 - літоральної мулиста з губками, 4 - полупелагіческая, 5 - пелагічна. Дві останні фації представлені чистими вапняками і доломітами з рідкісною фауною.
Отже Гресслі ввів в науку поняття про фації, показав їх найважливіші особливості і вперше застосував порівняльний метод польових досліджень, він розглядається багатьма як основоположник палеогеографії, тобто методу для відновлення давніх берегових ліній та визначення обстановок осадконакопичення. Доля самого Гресслі трагічна ......
Подібні думки були висловлені незалежно від Гресслі французьким ученим Констаном Прюво (Const. Pruvost) d 1837-1838 р. "синхронізму формацій - це принцип, який повинен знайти застосування при вивченні відкладень будь-якої епохи, будь-якого моменту". Але основна думка Прево зводилася до того, що є такі типи відкладень, які не пов'язані з певною епохою, а утворюються в усі епохи. Спочатку він виділяв морські і солоноватоводние, а вже 1839 р. - сім формацій (сучасним фацій): морські, солоноватоводние, річкові, озерні, болотні, травертинові і наземні. Таким чином, на думку ряду дослідників (Шатський, В. Т. Фролов) оформилися два основні поняття фацій: грессліевское, у відносному сенсі, як ділянки шару або формації, і загальне генетичне, в яке вкладалося все більш різноманітне розуміння. При цьому найбільш чітко розрізнялися чотири поняття поняття фації: 1) - це спосіб утворення, 2) - умови утворення, 3) - відкладення і 4) - умови + відкладення.
Розглянемо розвиток ідей Гресслі-Прево та історію появи такого широкого трактування терміна "фація". Друга половина XIX - початок XX століття тріумфальний хід принципу і методу фацій Гресслі в геології всіх країн. У Россі їх підтримали і розвинули М. А. Головкинський (1869), А. А. Іноземців (1872) і А. Д. Архангельський (1912).
Н. А. Головкинський подібно Гресслі назвав різні за складом порід і організмів одновікові відкладення фациями. Він вперше русифікувати цей термін через брак чисто російського слова. Це поняття знадобилося йому тому, що вивчені їм відкладення пермської системи в басейні р.Ками виявилися дуже непостійними на площі. Вони відчувають закономірні зміни по мірі руху від р.Волгі на схід вгору по р.Каме, до Уральських гір. У загальному вигляді ці зміни представлені на рис.3 (за М. А. Головкінському з Крашеніннікова, стор.9). Тут видно як чисті вапняки з морською фауною плеченогих і пелециподи переходять спочатку в піщані вапняки з рідкісними лінгуламі, а потім у пісковики, глини і мергелі з залишками наземних рослин і хребетних. У цій схемі впізнавані сучасні уфимський, казанський і татарський яруси. Вапняки з різноманітною фауною він інтерпретував як щодо глибоководну морську фацію, піщані вапняки - як опріснені прибережні фації, а строкаті пісковики як континентальну прісноводну фацію. Причину зміни фацій він бачив у поступовому пересуванні моря на схід, а потім назад. В якості ймовірної причини цих змін рівня моря він прийняв вертикальні коливання земної поверхні. Якщо зміни рівня моря відбуваються поступово, то опади витягнуться безперервними шарами і придбають форму Г. (рис.4 по Н. А. Головкінському з Крашеннікова стор.250). Головкинський назвав її "геологічної сочевицею". На прикладі досліджень в басейні Волги і Ками він зробив важливий висновок про різновікової петрографічне однорідного пласта в чечевиці. Це естестественное наслідок того, що кожен пласт утворюється не відразу, а послідовно у міру пересування фацій слідом за береговою лінією. Після робіт Головкінського поняття фація стало одним з основних у геології.
Частина геологів до останнього часу продовжували і продовжують користуватися терміном фація в сенсі, запропонованим Гресслі і Головкінський. Наприклад, Н. С. Шатський вважає, що можна говорити тільки про фаціальних зміни, які відбуваються в одновікових відкладах. Таке ж розуміння дали Г. П. Леоновим, цих позицій дотримується А. І. Єлісєєв, а також ряд закордонних геологів (Р. Мур, Л. Слосс). Тут слід зазначити, що і Гресслі і Головкинський вже закладали в своє поняття генетичний аспект.
Розвиток генетичного напрямку представляється подальшим розвитком ідей Гресслі. Становлення генетичного напряму пов'язують з іменами швейцарця М. Є. люди Реневим (M. Renevier, 1884) і німця І. Вальтера. Ревінь запропонував генетичну класифікацію фацій. На думку Вальтера фація представляє "сукупність первинних ознак осадової породи" і відображає зв'язок між умовами утворення породи, її петрографічним ознаками та ув'язненими залишками організмів. Його величезною заслугою вважається встановлення закону "кореляції фацій", який звучить наступним чином: "Тільки такі фації і фаціальні обстановки можуть залягати одна на одній в геологічному розрізі, які в сучасних умовах лежать поряд". Іншими словами вертикальний ряд фацій повторює латеральний. Цей висновок цілком очевидно розвиває і навіть повторює укладення Головкинського і іноземців. Тому у вітчизняній геології цей закон зазвичай називають законом Головкінського-Вальтера або, що ще більш правильно законом Головкінського-іноземців-Вальтера.
А. А. Борисяк (1922) під фаціей розуміє властивості даної ділянки поверхні землі, яка обумовлює певний розподіл тварин і рослин, тобто фація характеризується певними фізичними умовами, фауною і флорою, а стратиграфічна сторона при цьому до уваги не береться.
Слід зазначити, що генетичне напрям як би розпадається на два піднапрями, відповідно до яких віддають перевагу то власне осадів і порід, то умовами осадконакопичення.
Д. В. Налівкін визначає фацію як "осад (гірську породу), на всьому протязі володіє однаковим літологічним складом і містить в собі однакову фауну і флору". У цьому определеніїі на перше місце ставиться осадова порода. Він намагається систематизувати фації, об'єднуючи їх в "Сервье", "Сервье" в "німії", а останні у формації.
М. М. Страхов навпаки фаціей називав "середовище відкладення порід з усіма її особливостями (рельєфом, хімічним режимом, органічним світом)".
Ю. А. Жемчужников з співавторами також віддають перевагу фізико-географічної обстановці, хоча вона у них тісно пов'язується з відповідними породами. Фація за їхнім визначенням-це "сукупність фізико-географічних умов утворення осаду, виражених в літогенетіческіх типах, тісно пов'язаних між собою." "Фація - це не пласт, і не порода, які можна помацати і взяти в руки, а деяке уявлення, яке не може бути копалиною ".
Подальший розвиток уявлення Жемчужникова отримали в роботах П. П. Тимофєєва і його школи. Проте тут вже чітко виражено дуалістичне уявлення про фації, яка розуміється "не тільки як комплекс фізико-географічних умов середовища осадконакопичення, в результаті яких сформувалися опади, але і самі опади, що володіють певним поєднанням первинних ознак".
Схожого розуміння фації дотримується В. Є. Хаїн, згідно з яким фація - це "певний тип осадової породи, що виник в певних ж фізико-географічних умов, наприклад руслові піски, озерні вапняки, прибережні галечники і т.п."
Найбільш концентровано подібні уявлення виражені Н. В. Логвиненко: "фація - це обстановка осадконакопичення (сучасна і давня), матеріалізована в осаді або породі.
Як би свого крайнього вираження генетичне напрямок одержав в роботах А. П. Павлова (1888, 1903 і ін) і його послідовників, які або практично відмовилися від терміна фація, і ввели поняття генетичного типу, або використовували поняття фацій в супідрядності значенні по відношенню до генетичних типів. А. П. Павловим зазначено: "Російські геологи розрізняють відкладення, що утворилися в результаті роботи певних геологічних агентів, як генетичні типи. Прикладами генетичних типів є відкладення елювіальні (кора вивітрювання), делювіальні, пролювіальниє, алювіальні, моренні, флювіогляціальние і воднольодовикових (зандри). "З тих пір поняття" гентіческій тип "користується найбільш широким визнанням серед дослідників, що займаються четвертинними континентальними відкладеннями. Найбільш відомі класифікації генетичних типів континентальних відкладів, запропоновані Н. І. Ніколаєвим (1946, 1952 рр..) Та О. В. Шанцера (1950, 1966). Класифікація Шанцера, розроблена на прикладі четвертинних відкладень, тим не менше розглядається як загальна классікація континентальних відкладень. А оскільки континентальні товщі в найбільшої частини складені алювіальними отлженіямі, алювій бал обраний як еталону "генетичного типу відкладень". При цьому автор користувався і поняттям фація, але в болеемелкого рангу, ніж генетичний тип. Наприклад аллвіальний генетичний тип подразделен на три фаціальних комплексу або макрофаціі: руслового, старичні і заплавного. Цей підхід був пізніше використаний і для морських відкладень. В даний час він розвивається В. Т. Фроловим з МДУ. Таким чином, суть поняття генетичного зводитися саме до способу утворення осаду.
Крім загальних розумінь фацій (стратиграфічного генетичного) існують розуміння фацій як приватних особливостей порід або середовища осадконакопичення. У результаті досить широко поширені такі поняття, як геохімічна фація, біофація, літофації. Пояснення.
2.Сущность і визначення поняття "фація".
У цьому курсі прийнято визначення, дане Г. Ф. Крашеннікова: "фація - це комплекс відкладень, що відрізняються складом і фізико-географічними умовами освіти від сусідніх відкладень того ж стратиграфічного відрізка." Ставитися до генетичного напрямку, але найбільш наближене до стратиграфічному, і по суті є його закономірним розвитком і вдосконаленням. Акцент робиться саме на відкладення, так як це реальна субстанція з якою має справу дослідник. При цьому зберігається нерозривність трьох сторін поняття фацій: речовини, середовища та стратиграфічної приналежності. У цілому, всі напрямки поняття фація так чи інакше стосуються цих трьох категорій, роблячи різні акценти. Далі приклади.
Таким чином найбільш важливим методичним моментом вчення про фації є визнання єдності між середовищем і утворюються в ній опадами.
Розуміння фації як геологічного тіла, що виділяється серед сусідніх одновікових тіл, залишає відкритим питання про ієрархію понять. Ще Головкинський писав, що "обидві фації як глибокого моря, так і мілководдя, дробляться в свою чергу" на більш дрібні фації з притаманними їм особливих, тільки їм властивих форм. Робилися різні спроби ранжирування фацій (приклади), але вони так і не набули універсального і загальноприйнятого значення. На сьогоднішній момент є найбільш обгрунтованим визнання різних обсягів виділених фацій, визначених величиною того стратиграфічного інтервалу, в межах якого здійснюється дослідження і наявністю достатніх для більш дробового підрозділи діагностичних ознак.
План
1.Содержаніе генетичного і фаціального аналізів.
2.Генетіческіе ознаки опадів і осадових порід
3.Общая схема проведення фаціального аналізу і методи
4.Практіческая значимість фаціальних реконструкцій
1.Содержаніе генетичного і фаціального аналізів: розвиток цих двох напрямків як відображення двох основних напрямів у вченні про фації. Виходячи з уявлень про фації як про комплекси відкладень, що відрізняються складом і фізико-географічними умовами освіти від сусідніх відкладень того ж стратиграфічного відрізка, суть фаціального аналізу зводиться до відновлення цих фізико-географічних умов за складом відкладень. Однак основні відмінності в понятті фації знайшли відображення і в появі генетичного аналізу, який також зводиться до відновлення генези осадових порід. При цьому залежно від розуміння генезису в широкому або вузькому значенні генетичний аналіз є окремим випадком фаціального аналізу або навпаки фаціального аналізу є окремим випадком генетичного. Найбільш виразно відмінності між фаціальні і генетичним аналізом виражені В. Т. Фроловим, виходячи з його уявлень про фації та генетичних типах відкладень. Основне завдання фаціального аналізу-це відновлення географії минулих епох - палеогеографії, точніше географічної зональності для певних етапів розвитку природних геологічних районів. Вивчення походження порід і відкладів можна назвати загальним генетичним аналізом. Школа Жемчужникова, Тимофєєва та ін - генетичний аналіз як складова частина фаціального. Школи Шанцера, Крашеніннікова, Фролова - фаціального аналізу - частина генетичного. Далі схема генетичного вивчення за Крашеніннікова. (Рис.1 з Крашеніннікова, стр.276).
Фаціального аналізу або фаціальні реконструкції - процедура генетична, тому що по суті є генетичним тлумаченням виявлених змін у складі відкладень. У цьому сенсі викликає подив розмежування двох підходів. Фаціального аналізу в залежності від обраних ознак досліджуваного об'єкта і мети дослідження дає можливість відновити або обстановку осадконакопичення, або умови (гідродинаміку) середовища.
Основним методологічним засобом пізнання минулого є принцип актуалізму, який у наш час може бути сформульовано таким чином: Справжнє є ключ до пізнання минулого. Перше струнке для свого часу узагальнення він отримав в концепції Ч. Лайєля. Униформистская концепція Ч. Лайєля трактувала геологічну історію як циклічно повторюється ланцюг подій, що залишалася незмінною протягом усіх геологічних переходів: "Сьогодні як завжди, завжди, як сьогодні" Потім з'явилася концепція "незворотною еволюції розвитку", що втілилася в принцип історизму, на базі якого розвинулися порівняльно-історичний та порівняльно-літологічний методи. У зв'язку з цим ряд дослідників (Леонов) намагаються повністю заперечувати актуалізму, вважаючи що вони суперечать один одному. Однак, незважаючи на такого роду висловлювання загальна спрямованість розвитку геологічної науки свідчить про те, що метод актуалізму дієвий інструмент пізнання, спрямований на розшифровку механізму геологічних процесів. При цьому порівняно-історичний метод дає можливість оцінити їх спрямованість і конкретні оновлено в часі.
Найбільший теоретичний і практичний інтерес у межах актуалістіческой концепції вивчення геологічного минулого представляє логічний аналіз схем перенесення знання, отриманого при дослідженні сучасних процесів на об'єкти минулих епох. Можна виділити дві логічні схеми цього перенесення.: 1 - пряма екстраполяція чи логічна трансформація емпіричних даних, які знімаються з реального об'єкта; 2-на основі деяких передумов про протікання геологічного процесу в минулому будується теоретична модель, що відбиває механізм процесу і виводяться слідства про стан об'єкта в даний час: тобто слідства зіставляються з емпіричними даними. Одне із завдань створення робочої гіпотези, яка має відповідати вимозі принципової емпіричної перевірки.
2.Генетіческіе ознаки опадів і осадових порід.
2.1. Фізичні параметри.: 1 - вивчення неорганічних первинних осадових текстур, що включають вивчення всіх особливостей шаруватості і поверхонь нашарування, які є прямим відображенням середовища осадконакопичення та енергетичних умов, які переважали в цей час; 2 - вивчення осадових структур - гранулометричний аналіз опадів, що включає визначення розміру зерен, їх форми і оатанності, структури поверхні. Ці параметри контролюються головним чином умовами і способом перенесення і меншою мірою умовами відкладення.
1. - Неорганічні осадові текстури в загальному можуть бути об'єднані в дві групи: Поверхонь нашарування та шаруватість (об'єднуючі текстури власне шаруватості і деформації). До першої групи віднесено: знаки брижів течій і хвилювань, що відображають форми ложа потоку, знаки вітрової брижів, сліди і відбитки на поверхнях нашарування (текстури типу ямок і горбків, кластіческіе дайки, тріщини всихання, морозобійних тріщини, відбитки крапель дощу, піни, сліди прибою , струменів, текстури розмиву і заповнення, в тому числі желобкові знаки, поздовжні борозни, подушкоподібної знаки, сліди предметів). До другої групи віднесено текстури конседіментаціонной деформації (це текстури впровадження, конволютная шаруватість, кульові та подушкові текстури, текстури оползанія) і різні типи шаруватості. Поняття шару - осадова одиниця, що сформувалася в істотно не мінялися фізичних умовах і при постійному надходженні близького за складом матеріалу в ході осадження цього одиночного шару. Потужність шару може змінюватися від декількох міліметрів до кількох метрів. Одиночний шар може складатися з більш дрібних одиниць - слойки, Зазвичай потужність слойка обчислюється міліметрами.
Типи шаруватості: коса (площинна і желобкового; одно-і різноспрямована, дрібна-до 5 см і велика більше 5 см) (рис.2); лінзовідная, флазерная, хвиляста, градаційна, горизонтальна, гомогенна або масивна текстура.
2.2 Хімічні та мінералогічні параметри
Ен і рH середовища по мінералах і органічним залишкам. Наприклад, гематит вказує на повністю аеровані або окислювальні умови, сульфіди заліза - на відновлювальні або позбавлені кисню умови. Високий вміст збереженого органічної речовини також служить доказательсьвом анаеробних умов. Про кальцит.
Солоність по мінералах, фауну і бору ізотопів кисню.
Мінерали-індикатори: глауконіт, ооліти, фосфорити (конт.шельф в райнах теплих вод), глинисті мінерали.
Колір - контролюється хімізмом середовища осадконакопичення
Розсіяні елементи
2.3.Біологіческіе параметри: тверді частини кістяків іособенності їх збереження, біотурбаціонние текстури (деформаційні текстури і фігуративні текстури), фекальні пелети
3.Общая схема проведення фаціального аналізу
Рис.1 (повтор) - Два великих етапи: 1-попередній це стратиграфія, тектоніка, історія геологічного розвитку, в результаті формулюються загальні передумови або "фаціальних фон"; 2-власне фаціального аналізу (в залежності від цілей поділяється на два підетапи: седіментологіческій і палеогеографічних).
Власне фаціальних етап зводиться до наступних стадій:
1) Детальне літологічний вивчення порід комплексом макроскопічних, мікроскопічних, фізичних і хімічних методів. Виділення основних літотіпов порід і їх парагенезов.
2) Виділення "реперних фацій", тобто тих відкладень, фаціальні інтерпретація яких найбільш однозначна. Це-вугілля, грунту, прошаруй з органічними біоценозами, характерними для певних ситуацій.
3) Діагностика інших ("нереперних") фацій на підставі аналізу взаємовідношення літотіпов порід по розрізу (постоеніе літолого-фаціальних колонок) і по площі (побудова літолого-фаціальних профілів). Якого складається елемент цієї стадії вибір робочої гіпотези. При аналізі закритих територій обов'язковий методичний прийом використання результатів геофізичних досліджень свердловин і сейсмопрофілях.
4) Побудова в залежності від ступеня детальності досліджень і завдань седіментологіческіх моделей і фаціальних схем і карт.
4.Практіческая значимість фаціальних досліджень.
Лекція 4
Континентальні фації 1
План
1. Фізико-хімічні і кліматичні умови континентального осадконакопичення.
2. Класифікація континентальних фацій
3. Елювіальні відклади
1.Фізіко-хімічні і кліматичні умови континентального опадонакопичення
1.1.Контінентальное опадонакопичення має низку особливостей: нестійкістю (часто накопичилися опади відразу ж піддаються розмиву), мінливістю, переважанням уламкового матеріалу (більшість розчинених речовин виноситься в море), найбільш тісним зв'язком з материнськими породами, складом органічних залишків (наземні рослини і тварини: хребетні , комахи, прісноводні організми) і кліматичної зональністю.
1.2.Тіпи літогенезу (за Страхову). Три типи, що визначаються кліматичними відмінностями: льодовий, гумідної і арідний (рис.1. З Страхова, стор.6)
Льодовим називають такий тип літогенезу на континентальних площах, який забезпечує геологічно тривале існування на даній території льодового покриву. Як правило воно має місце у високих широтах. Сучасним прикладом є Гренландія, Антарктида, окремі острови Північного льодовитого океану. Основною ознакою льодових областей є їх низька середньорічна температура, відсутність будь-якої помітної діяльності води в рідкій фазі і активність води тільки в твердому стані у вигляді льоду. Основним джерелом осадового матеріалу є механічне вивітрювання, перенесення здійснюється також механічним шляхом за допомогою льоду, талих вод або вітру. Хемогенних садка і життєдіяльність організмів різко пригнічені. Генетичні типи льодовикових відкладень досить різноманітні.
Гумідної називається «породоутворення в умовах вологих кліматів, що відрізняються переважанням метеорних опадів над випаровуванням і з температурами, дозволяють існування води в рідкій фазі, принаймні протягом теплого частини року. Тропічний, субтропічний, помірний і холодний вологий клімат є різновидами гумідного кліматичного режиму ». Розташовуються гумідної зони широкими смугами в північній і південній півкулі і займають на сучасній суші найбільший простір. Гумідної осадкообразованіе відрізняється від льодового більшою складністю і різноманітністю. Крім чисто механічних процесів, в ньому беруть участь хімічні та біологічні процеси. Основний перенесення осадового матеріалу здійснюється річками. При цьому речовина мігрує у вигляді розчинів, у вигляді суспензій і волочінням. Осадження відбувається або шляхом перенесення, або у приймаючих водоймах: озерах і морях. Велика частина виноситься у моря. Серед континентальних опадів гумідної зони переважають уламкові породи, хоча дуже типові торфовища, присутні карбонатні і сапропелеві мули. Для гумідного літогенезу характерні також високі концентрації ряду елементів: заліза, марганцю, алюмінію. Рудоутворення відбувається в корі вивітрювання, на шляхах переносу (розсипи), в озерах.
Для аридного типу літогенезу характерно переважання процесів випаровування над кількістю опадів, що випадають за рік. Він поширений в областях посушливого клімату. Кліматична поясність тут значно порушується рельєфом, який ускладнює морфологію зон. У результаті деякі зони набувають меридіональну спрямованість (пустелі Чилі).
Для аридних процесів характерно ослаблення міграції елементів у корі вивітрювання. З неї майже не вимиваються залізо, марганець, алюміній і ін Для районів з посушливим кліматом характерна відсутність лісового покриву, болота зустрічаються рідко, як наслідок в аридних відкладеннях мало вугілля. Внутрішньоконтинентальні водойми аридної зони як правило безстічних і осолонени. Наприклад, оз.Балхаш, Аральське море. У результаті в цих водоймах різко падає роль організмів, зате посилюється роль хемогенних опадів. Нестача води в районах з аридних кліматом призводить до того, що механічні опади тут часто погано сортовані. З іншого боку в цих районах збільшується роль вітру як агента переносу.
2.Классификация континентальних відкладень
Як вже раніше нами зазначалося, основна заслуга у вивченні континентальних відкладень належить представникам умовно званого «генетичного напряму». Тому розроблена ними класифікація континентальних відкладів представляється найбільш вдалою, але вона носить назву класифікації генетичних типів континентальних осадових відкладень (рис.2 классіфікац.табліца). Основна заслуга в її розробці належить Е. В. Шанцера (1950, 1966, 1980).
З виділених в схемі двох класів на думку Шанцера лише другий об'єднує власне осадові відкладення, що виникають шляхом перевідкладення продуктів руйнування вихідних гірських порід. Однак існує думка, що і перший клас (елювіальний) також частково представлений продуктактамі хемогенного осадкообразованія, тому що в процесі вивітрювання не тільки знищуються колишні хіміко-мінеральні співвідношення, але і створюються нові (Г. Ф. Крашенінников). Подальше підрозділ класів включає відокремлення парагенетичних рядів, груп і підгруп і власне генетичних типів. Якщо порівнювати класифікацію Шанцера зі схемами, запропонованими іншими авторами, то основні групи в них зазвичай збігаються.
В. І. Марченко наводиться таке підрозділ континентальних фацій: алювіальні, озерні, боліт, прибережних рівнин, пустель, еолові, карбонатних відкладень аридної зони, льодовикові, елювіальні, схилові, і ряд інших. Найбільш повно в даному курсі будуть розглянуті елювіальний і водний парагенетичних ряди.
3. Елювіальний відкладення.
Елювій називаються вціліли на місці свого формування продукти вивітрювання гірських порід. Це поняття тісно пов'язане з поняттям «кора вивітрювання» і між ними немає чіткої різниці. Слідом за Г. Ф. Крашеннікова під «елювії» будемо розуміти все взагалі продукти вивітрювання, що залишилися на місці свого формування, а під корою вивітрювання - складно побудований елювіальний профіль, що володіє низкою характерних ознак.
Що таке вивітрювання? Реакція гірських порід на нові для них умови. У поверхневих і приповерхневих умовах породи іспативают вплив інших фізико-хімічних умов, і по суті вивітрювання - це перетворення речовини порід у поверхневих умовах. Розрізняють фізичне, хімічне і рідше, біологічне вивітрювання. Фізичне вивітрювання - дезінтеграція порід. Хімічне вивітрювання - об'єднує комплекс процесів окислення, гідратації, виносу катіонів, накопичення оксидів алюмінію, кремнію та заліза. На характер процесів впливає склад материнських порід, клімат, рельєф, органічний світ.
Серед елювіальних відкладів по Шанцера виділяються групи власне елювіальних відкладів та грунтів. Л. Н. Ботвінкіной виділяються три генетичні типу елювіальних відкладів: 1) уламковий або кластогенних елювій - щебенисті і брилові скупчення переважно механічного руйнування порід, 2) власне кора вивітрювання (хемогенних елювій), 3) грунту біогенний елювій.
Найбільш характерні ознаки кори вивітрювання:
n генетичний зв'язок з підстилаючих материнськими породами
n різниця між складом материнських порід та кори зростає знизу вгору по розрізу
n зональне будову: виділяються зони, що розрізняються за хімічним і мінеральним складом, часто кольором, щільності та структурі
n різноманітний мінеральний склад, але переважання глинистих мінералів.
М. М. Страховим показано стадійність розвитку кори вивітрювання в гумідної умовах, де основним фактором хімічного вивітрювання є спадний струм води, постійно промивання та верхні горизонти на водозборах. У початковій стадії воно протікає в умовах окислювальної і лужного середовища: легко виносяться всі солі і відбувається гідроліз силікатів і алюмосилікатів. У лужному стадії кора збагачується залізом, алюмінієм і титаном, втрачаючи натрій, калій, магній і кальцій. У більш пізню за часом кислу стадію починаються міграції важкорозчинних сполук і практично всіх елементів і їх перерозподіл всередині елювію з утворенням локальних високих концентрацій - рудних накопичень заліза і алюмінію бокітов).
Дуже складна кора вивітрювання розвивається в жаркому, періодично вологому кліматі тропіків, відома під назвою латеритній. Потужність і будова латеритних профілю різноманітні. Виділяється декілька типів профілів по інтенсивності і вираженості перетворення материнських порід. Найбільш повно він виражений на пенепленом, де може досягати 150м потужності. З латеритній корою вивітрювання пов'язані багато родовища бокситів. Приклад 1. За Михайлову (1968) - кора високих пенепленов на серицит-хлоритових сланцях в екваторіальній Африці. Рис.3 (з Крашеніннікова рис.13 стор.40 і текст з описом на стор.41) Приклад 2 латеритних кора вивітрювання Середнього Тімана за даними В. В. Бєляєва (рис.16 і 22 з його монографії).
Наступний тип (група) елювіальних утворень - грунту. У сучасному грунтознавстві під грунтом розуміється поверхневий шар земної кори, що несе рослинність суші і якого родючістю. Грунти розвиваються іноді у верхній частині кори вивітрювання, але частіше в областях помірного вологого клімату грунтовий покрив ототожнюється з малопотужної корою вивітрювання. Грунти характеризуються трьома відмітними ознаками:
-Сліди кореневої діяльності
-Зональність (грунтові горизонти)
-Грунтові текстури (макро-та мікро-)
Сліди кореневої діяльності об'єднують власне кореневі залишки і прикореневі освіти (різоконкреціі) (фото з Palesols ... рис.2-3 стор.4, рис.12 стор.112, мал.11, стр15). Однак збереження кореневих структур у багатьох типах грунтів невисока. Більш того, можна відзначити, що більшість палеопочв не містить очевидних кореневих остратков.
Чітка субгоризонтально зональність є характерною ознакою зрілих грунтів. Зверху вниз виділяються наступні горизонти:
-Верхній або нульовий горизонт утворює малопотужний гумусовий шар, збагачений органічним речовиною. Наступний елювіальний горизонт А (до 50см) світло-сірий білястий складний тонкодисперсних кремнеземом, багато компонентів з якого винесені. Нижче розташований іржавий іллювіальний горизонт В або шар залізистих стяженій (або інших залежно від кліматичних умов). Сюди вимиваються з вищого горизонту струмом води ряд сполук. В основі розташовується горизонт С, або материнська порода, ще не зазнала вивітрюванню. Це типовий профіль підзолистого грунту. Існують інші типи грунтів. При цьому порушується зональність і змінюються характерні для окремих горизонтів кольору. У цілому сірий і бежеві кольори характерні для елювіальних горизонтів. Для іллювіальним горизонтів - пігментація, пестроцветность і червонокольорові.
Серед текстурних особливостей - найбільш характерні нарушенность первинно осадових текстур, груднястій і присутністю желвакових утворень. Нарушенность виникає з різних причин - результат біотурбаціі рослинними рештками та тваринами організмами, всихання та розбухання глин, заморожування і рух грунтових газів. Грудкувата пов'язана з формуванням так званих грунтових агрегатів або окремо, часто оточені глинистими облямівками або озалізнений поверхнями.
План
1.Краткая характеристика основних континентальних фацій
1.1.Склоновие (колювіальні і делювіальні)
1.2.Флювіальние (пролювiальнi та алювіальні)
1.3.Болотние
1.4.Озерние
1.5.Еоловие
2.Аллювіальние фації
2.1.Характеристика основних фацій алювію
2.2.Пойменние
2.3.Старічние
1.Краткая характеристика основних континентальних фацій.
1.2.Склоновие фації
Схилові відклади об'єднують відкладення, різнорідні за динамікою акумуляції, будовою та складом. У більшості осадових товщ вони або відсутні, або присутні у вигляді лінзовідних тел. Серед схилових відкладів виділяють коллювій - це продукти вивітрювання, зміщені вниз по схилу під впливом сили тяжіння, і делювій - продукти вивітрювання, переміщені по схилу дощовими та сніговими водами .. Розрізняють коллювій обвалення (обвальний і осипной) і коллювій оползанія (зсувні та соліфлюкціонние Освіта). Під соліфлюкція (лат. Solum - грунт і fluctio - витікання) розуміють процес переважно повільного перебігу напіврідкої маси глинистої речовини вниз по схилу.
Делювіальні відкладення (лат. delure - змивати) представлені різними типами відкладень в залежності від того, які продукти елювіального процесу піддаються розмиву і в яких умовах це відбувається.
1.2.Флювіальние фації
Два типи: пролювiальнi та алювіальні.
Пролювій чи відкладення продуктів вивітрювання тимчасовими потоками. Вони складають конуси виносу та і які утворюються від їх злиття пролювіальниє пролювіальниє шлейфи. Від вершини конусів до їх підніжжя механічний склад уламкового матеріалу змінюється від гальки та щебеню (і навіть брил) з піщано-глинистим заповнювачем до більш тонких і відсортованих опадів, нерідко лесовидних супісків і суглинків. На самій периферії іноді відкладаються алевритами-глинисті опади тимчасових розливів (такири, сори), часто загіпсованих і засолоненних. Пролювій характеризується поганий сортровкой і слабкою окатанность опадів. Прлювій дуже характерний для молассовие формацій. До пролювію також відносять відкладення селів-це пролювіальниє відкладення при катострофически виникають потоках в гірських районах. Л. Н. Ботвінкіна виділяє два генетичних типу пролювія: відкладення сухих дельт великих постійних річок і відкладення виносів тимчасових потоків. Потужності конусів виносу зазвичай перевищують 3км. У. Булл виділяє наступні діагностичні ознаки давніх конусів.
1.Окісленность і практично повну відсутність органічних залишків.
2. Морфологія і потужності: покриви конусоподібної форми.
3. Присутність ерозійних вріз тільки у вершини конуса.
Пролювій тісно пов'язаний з алювієм численними перехідними фациями. Алювій більш докладно буде розглянуто нижче.
1.3.Болотние фації
Існують два неодмінних умови для утворення боліт: 1) повинна існувати болотна рослинність, 2) рівень грунтових вод повинен збігатися або майже збігатися з денною поверхнею. Болота вельми поширені на поверхні Землі, так як досить часто зустрічається поєднання цих ознак. Найбільш сприятливий вологий і теплий клімат.
Л. Б. Рухін виділив групу болотних макрофацій. До цієї групи їм віднесені відкладення приморських і внутрішньоконтинентальних боліт. Останні характеризуються переважанням глинистого матеріалу, присутністю пластів вугілля, великою кількістю залишків рослин, часто їх коріння і утворенням у відновних умовах. У глинистих болотних відкладах присутні каолініт, часто сидерит і домішка вівіаніта. Відкладення приморських боліт часо зустрічаються спільно з опадами опріснених лагун, маршів і, рідше, з морськими відкладеннями. Сформовані вугілля носять назву параліческіх. Внутрішньоконтинентальні болота зазвичай приурочені до заплав річкових долин або до периферії прісноводних басейнів. Болота ділять на верхові, низинні та переходние.Оні розрізняються за геоморфологическому станом, характеру мінерального живлення: верхові відрізняються бідним харчуванням, а низинні - багатим харчуванням мінеральними речовинами, а також за характером слагающей їх рослинності. Найбільше геологічне значення мають низинні болота. Крім торф'яних боліт (вища рослинність -> гумусова органіка -> клареновие і дюрено-клареновие вугілля) виділяються ще сапропелеві болота (або озера) - це озера і болота, в яких мешкали переважно водорості (вугілля типу богхед) і суміш рослин і водоростей ( вугілля типу кеннел).
З болотами тісно пов'язані грунту, які часто спостерігаються в основі уголних пластів.
1.4.Озерние фації
Озерні западини різноманітні за розмірами, формою і походженням. Не менш різноманітні і їх відкладення. На характер озерного опадонакопичення впливають ряд причин: 1) клімат, 2) розмір і форма озера, 3) спосіб харчування озера осадовим матеріалом, 4) характер берегів і рельєф водозбірної площі, 5) склад порід на цій площі.
У гумідної кліматі озера отримують болше води, ніж випаровується з їхньої поверхні, тому озера - проточні і прісні. Накопичуються в них уламкові і глинисті відклади, а також продукти життєдіяльності організмів і відбувається хімічна садка тонкозернистих карбонатів. Останнє обумовлено тим, що в прісній воді найбільше карбонатів. Однак карбонатні відклади рідко утворюють витримані пласти. Іноді відзначаються і кременисті озерні відкладення. З органічних залишків зустрічаються тільки прісноводні організми. Якщо на берегах і в самому озері розвивається рясна рослинність, то може статися заростання озера й перетворення його в торф'яне болото.
В аридних кліматі озера часто отримують води менше, ніж її випаровується, тому він безстічні і іноді пересихають. Тому опади у них в основному галогенно-карбоатние.
Льодовикові озера дають тісне поєднання льодовикових і озерних відкладень з утворенням так званих стрічкових глин (ріс.із Рейнеке ріс.189,. Стор.111). Виникає при таненні льоду. Светлоокрашенная пачка порівняно грубозерниста - річна, темнофарбовані - тонкозерниста зимова.
1.5 Еолові (вітрові) фації
Еолові відклади утворюються внаслідок випадання з повітря або шляхом волочіння по поверхні землі піщаних і пилуватих частинок. Вони найбільш поширені в умовах аридного клімату в пустелях, у меншій мірі на низинних морських узбережжях у вигляді дюн. З'являються та в інших умовах, але ступінь їх збереження у викопному стані невисока. Найбільш характерні ознаки еолових відкладів (рис. комбінація з Summary Sheets):
1) хороша сортування зерен з переважанням частинок 0.15-0.3мм
2) значна кількість зерен високої окатанності з матовою поверхнею
3) часто велика потужність косих серій з кутами падіння слойкою близько 30-33 (рис. фото з Мадера, т.1, стор.211)
4) індекс брижах зазвичай більше 15
5) скупчення на вершинах знаків брижах більш великих часток
6) присутність ветрогранніков - кутастих уламків порід, обточених вітром, розміром від часток до 10 см і більше.
7) відсутність цементу і фауни
Всі ці ознаки (і то не в повній мірі) властиві лише найбільш типовим і великим еоловим утворень як дюни і бархани. Дюнами називають піщані пагорби, нанесені вітром, утворені на поверхні, покритої пісками, незакріпленими рослинністю. В іноземній літературі дюнами називають всі піщані скупчення незалежно від кліматічческіх умов. У вітчизняній літературі дюнами називають тільки внепустинние освіти. Пустельні низивают барханами. Вони відрізняються незакріпленого рослинністю, сипучістю і можуть переміщатися зі швидкістю від десятків сантиметрів до сотень метрів на рік. Поряд з такими типовими і яскраво вираженими формами виділяються междюнние відкладення (рис. з Ssdepositinal env. Рис.1, стор.12), які утворюються на відносно вирівняною междюнной площі; піщані покриви - еолові відклади (звані нізкоугловимі відкладеннями), які утворюються по периферії дюнного комплексу. Як правило з ними асоціюють внедюнние відкладення - нееоловие відкладення, генетично пов'язані з ними.
2.Аллювіальние фації
2.1.Характеристика основних фацій.
Річкові, або алювіальні, фації (лат. alluvio - намивання) широко поширені як на сучасній поверхні суші, так і континентальних відкладах минулого. З ними пов'язані численні корисні копалини. Продукти вивітрювання розмиву материнських порід річки переносять у трьох формах: відносно великий матеріал - волочінням, більш дрібні частки - у вигляді суспензії (каламуті) і, нарешті, найтонші у вигляді колоїдних та істинних розчинів. Формула стоку. Вона залежить від кліматичних умов і гідродинамічного режиму річки. Так у рівнинних річок помірного клімату переважають розчинені речовини, у гірських річок - суспензії.
Серед річкових фацій (макрофаціі по Рухіну) розрізняють три головні групи: руслових, заплавні і старичні.
Руслова група з Є. В. Шанцера представлена фациями (іноді званими мікрофаціямі) перлювія, прістрежневой частини, прирусловій мілини і перекатів. (Рис. з Шанцера 1951, стор.55) Перлювій - це скупчення відносно великого матеріалу у увігнутого підмиває береги. При розмиванні морен ці відкладення можуть складатися з валунів, хоча річка може бути спокійною і рівнинної. Взагалі вони об'єднують продукти розмиву ложа і бортів, а у викопному стані до них слід відносити так звані внутріформаціонние брекчії. Прістрежневие опади тяжіють ще до увігнутої частини закруту і складаються з відносно грубозернистого матеріалу. Це пісок з гравієм і галькою, що змінюється вгору по розрізу дрібнішим і різнозернистий піском. Проте в цілому - це найбільш плохосортірованная фація руслового алювію. Найбільш типовий для цієї фації неправильно лінзовіднослоістий тип шаруватості, хоча зустрічається і косий одноонаправленная діагональна. Фація прирусловій мілини характеризується значно більшою дрібнозернистістю і однорідністю складу, а також виразною косою односпрямованої або желобкового шаруватості. (Рис. з Шанцера 1951, стор.45 -47). Опади перекатів є результатом придонних течій, які формують намивних мілину і відрізняються своебразие поперечної циркуляції води в проміжку між двома плесами. Проте відкладення, що складають перекати майже не переходять у викопне стан. Можуть зберегтися лише у випадку різкого прориву річки.
Заплавні фації за класифікацією В. С. Муромцева підрозділяється на відкладення внутрішньої і зовнішньої заплави. Фація зовнішньої заплави включає піщано-алевритових опади берегових валів, русел прориву і т.д. Прируслові вали утворюються при сгруженіі несомой річкою матеріалу при паводках непосредсвенно поруч з руслом. Для цих відкладень характерні різнозернистий структури, можлива внутріформаціонная галька, прошаруй алевро-глинистого матеріалу, шаруватість брижах течій. Відкладення внутрішньої заплави приурочені до найбільш низьких і погано дреніруемих ділянках заплави, Тут відкладаються найбільш дрібнозернисті переважно глинисто-алевритових різниці порід з горірізонтально-, лінзовідно-і неяснослоістимі текстурами. З заплавними опадами завжди тісно пов'язані грунтові шари і освіти, а також болотні.
Старичні фації займають невеликі площі. У викопному стані вони зазвичай об'єднуються з заплавних комплексом опадів, хоча і відрізняються від них за складом-влітку в старицях розвивається багате життя, восени велика частина організмів гине, часто формуючи сапропелеві мул, а при заростанні стариць вищої рослинністю може накопичуватися і торф.
2.2.Классіфікація річок і характеристика меандруючої і алювіально типів.
В даний час немає загальноприйнятої універсальної типізації річок. Найбільш поширена на заході типізація за формою русел (Rust, 1978). Виділяється чотири типи річок: випрямлені, меандрірующіх, розгалужені і анастомозирующие. (Рис. з Summary Sheets).
Найбільш вивченими є відкладення меандрірующіх річок рівнинних областей. Процес утворення алювію в його чистому вигляді являє автоцікліческій процес. Виникнення аллювиальной товщі обумовлено виключно латеральної міграцією русла і сезонними коливаннями рівнів річки. Поняття про «нормальної потужності алювію» - відповідає різниці висотних відміток рівня води під час повені і дна її русла в даному поперечному перерізі долини. Вертикальний розріз і його пояснення (рис. з Summary Sheet і з Крашеніннікова 19-20, стор.60)
Розгалужені річки відрізняється постояной зміною положення русел за рахунок їх блукання по долині. Заплавні відклади слабо розвинені. (Рис. з SS depositional env.7, 10 /, p.119-120).
2.3.Діагностіческіе ознаки алювіальних відкладень в древніх товщах
1) Вертикальний розріз: ерозійний нижній контакт, утонение уламкового матеріалу вгору по розрізу, присутність в нижній частині найбільш грубого матеріалу, аж до гравію і галек, зміна текстур від косих односпрямованих плоскопараллельних або желобкового до шаруватості дрібних брижах течій і у верхній частині до горизонтально- шаруватих, присутність у верхній частині грунтових і вуглистих утворень. Чітка вираженість в каротажу колоколообразной або блокової формою кривих ЦК і ПС.
2) Характер майданного розвитку: різка латеральна невитриманість руслових відкладень - на сейсмопрофілях форми типу ерозійних вріз.
3) парагенетичні асоціації з іншими континентальними фациями.
Континентальні фації: кора вивітрювання, грунти, алювій.
На прикладі трьох профілів кори вивітрювання з музею, розрізу скв.485 і 52 В. Косью для семіарідних зони і з музейної колекції скв.12 Хильчую і Харьяга для гумідної зони.
ЛЕКЦІЯ 7
Перехідні та Морські теригенні фації
План
1.Главний особливості осадкообразованія в море
1.1.Тіпи морських водойм
1.2. Рух морської води, джерела теригенного матеріалу і фізико-хімічні властивості морської води.
2.Классификация і характеристика перехідних фацій
2.1.Классіфікація перехідних фацій
2.2.Характеристика перехідних фацій
(Пляжевих фації, предпляжевие фації, комплекс барових фацій, комплекс лагунних фацій, комплекс приливно-відливних фацій)
4.Дельтовие фації
4.1. . Комплекс дельтових фацій та їх характеристика
4.2.Тіпи дельт і вертикальна послідовність дельтових відкладень
1.Главний особливості осадкообразованія в море
Море розглядається як область переважного накопичення опадів. Однак морське дно також як і суша являє неоднорідну область, де поєднуються як процеси інтенсивного осадконакопичення, так і розмиву або дуже слабкою седиментації. Проте, в цілому морське опадонакопичення більш стійке, ніж континентальне, і тому морські фації більш витримані за складом та іншими ознаками.
1.1.Тіпи морських водоймищ (по Крашеннікова)
Перший тип - океани, що займають дві третини сучасної поверхні земної поверхні. Власне океанічні опади - це найбільш глибоководні опади, як правило найменш пов'язані з материками і мають автономний характер. У викопному стані відкладення відкритих частин океанів майже невідомі. Спеціальний курс по океанах.
Другий тип - відкриті у бік океану моря і затоки, як Біскайська затока, Аравійське море, затока Аляска і ін Особливості - безпосередній контакт із сушею з одного боку і вільне сполучення з океаном. Тому опадонакопичення в них тісно пов'язане з океанічним режимом. Найбільш чітко виражені трансгресивних і регресивні товщі.
Третій тип - окраїнні моря, відокремлені від океану ланцюжком островів - це далекосхідні моря: Охотське, Японське, Східно-Китайське, а також Мексиканську затоку, Карибське море та ін Ці моря володіють певною специфікою населяють їх організмів і гідрохімічного режиму.
Четвертий тип - Внутрішньоматерикові моря - Червоне, Середземне, Чорне. Вони глибоко вдаються в сушу, з'єднуючись з океаном одним або кількома неглибокими протоками. У результаті виникають специфічні гідрохімічні умови. Достатньо невеликого падіння рівня води, щоб море перетворилося в ізольований басейн.
П'ятий тип - замкнуті і ізольовані від океану водойми (по суті озера): Каспійське і Аральське моря.
Крім того, морські водойми розрізняються за формою поперечного перерізу і діляться на улоговинні і плоскі. Перші характеризуються крутими схилами при значних (кілька тисяч метрів) максимальних глибинах. Другі мають невеликі глибини (до 200-400м) і дуже пологі схили від берега углиб, тобто мають широкі шельфи. До цього типу, ймовірно належали стародавні епіконтинентального моря.
Другий - п'ятий типи найбільш характерні для шельфових зон. (Крім такі моря як Середземне і Чорне). Шельфи, або материкові мілини, являющются підводним продовженням материків, простежуються на глибинах до 600м, а в окремих випадках до 1000м (рис.1). Середній ухил поверхні шельфу дорівнює 7 ', тобто 2м на 1км. З внутрішньої сторони вони обмежені береговою лінією, а з зовнішнього - континентальним схилом.
1.2. Рух морської води, джерела теригенного матеріалу і фізико-хімічні властивості морської води.
Осадонакопичення в морях визначається співвідношенням аккомодаціоноого простору або простору, в якому можливо акумуляція опадів (обсяг, в якому висота - стовп води від рівня моря до дна) та обсягів вступників теригенних або формуються біо-і хемогенних опадів. Акомодаційні простір залежить від співвідношення швидкостей тектонічного занурення (або підйому) і зміни рівня моря (розвиток трансгресії або регресії) в зоні осадконакопичення (рис. з різними співвідношеннями). Обсяги вступників теригенних опадів контролюються рельєфом і кліматом прилеглої суші. Джерелом теригенного матеріалу є більшою частиною річковий стік, вулканічні виверження, вітрової і крижаною переноси. Перерозподіл теригенно матеріалу відбувається за рахунок власної роботи моря: заворушеннями і різними видами течій, у тому числі приливами і відливами. Найбільш сприятливими для теригенно опадонакопичення представляються зони холодного і помірного вологого клімату, а також райони з прилеглою гористою місцевістю (навіть у районах з жарким кліматом), де інтенсивно надходить теригенний матеріал пригнічує карбонатну седиментацію.
Отже, основні типи рухів морської води, що з'являються і основними агентами формування певних текстурних особливостей порід, представлені заворушеннями або діяльністю хвиль, береговими течіями, приливами і відливами, океанічними течіями, плотностном потоками, глибоководними течіями
Основні фізико-хімічні властивості морської води пов'язані з солоністю (середня 35 проміле), змістом різних газів, особливо кисню, вуглекислого газу та сірководню, температурою (визначальною в значній мірі можливість осадження карбонаатов), світлом і іншими чинниками.
Різноманітність органічного світу є однією з основних рис морського середовища. За Наливкіна може бути суша з морськими організмами, але не може бути моря без морських організмів (або щось типу цього). Особливості розселення організмів в межах шельфу та інших областей предопреде їх особливу значимість для фаціальних реконструкцій.
2.Классификация перехідних фацій
2.1. Класифікація перехідних фацій.
Кордон між сушею і морем носить назву берегової лінії. Берегова лінія дуже нестійка. Частина суші, що примикає до берегової лінії і зазнає вплив водоймища, називається узбережжям. Безпосередньо в береговій зоні в залежності від конкретних умов хвилі формують те пологий пляж, іноді з береговими валами, то берегової обрив - кліф, то порізаний бухтові берег. Прибережну мілководну частину моря називають літоральної областю. Проте термін літораль вживають у різному сенсі. Найбільш широко рапространено уявлення про літоралі як про прибережної області, де діють хвилювання або припливи-відпливи, а також багато світла, повітря та поживних речовин. Однак існує уявлення, згідно з яким всю шельфовую зону відносять до літоралі.
Асоціація фацій, пов'язаних з опадонакопиченням в зоні узбережжя та прибережної мілководній частині моря розглядається як перехідна від континентальних до морських і об'єднує численні фації, включаючи комплекси прибережних барових, дельтових, лагунних, приливно-відливних та інших фацій. Найбільш істотні ознаки цих фацій: 1) часті зміни текстур і структур в шарі, 2) широкий розвиток знаків брижах течій і хвилювань, ходів черв'яків, 3) велика кількість рослинних залишків, 4) наявність як нормально морської фауни, так і фауни опріснених водойм, 5 ) при прослеживании за площею спостерігається зв'язок як з континентальними, так і морськими фациями.
При більш детальному дослідженні літоральної області виділяється три більш дробові зони (рис.2 - з Крашеніннікова, стор.130, спільно з ріс.410 з Рейнеке, стр.272). Вище рівня, якого досягає вода під час припливів, виділяється супралітораль. На неї потрапляють набігають хвилі, бризки. Тут знаходиться і верхній пляж, який отримує найбільш яскраве вираження в умовах хвильового відкритого узбережжя. Власне літораль - це та зона, яка регулярно заливається морською водою при пориві і осушується під час відпливу. При висоті припливів понад 10 м і на пологих берегах ця зона може мати значну (до декількох км) завширшки. У морях, позбавлених припливів власне літораль розташовується біля самого урізу води і має невелику ширину. В умовах хвильових узбереж в цій зоні хвилі витрачають основну частину своєї енергії. Тут знаходиться підводне продовження пляжу, або нижній пляж. Та частина літоральної області, яка постояннно знаходиться під водою називається субліторалью. Нижня межа субліторальній зони найбільш невизначена. У строгому сенсі за неї приймається глибина, де кінчається взмучивают опади робота хвиль, або знаходиться хвильової базис. Зазвичай - це глибина від декількох метрів до 10-30м. В умовах хвильового і припливно-відливного узбережжя тут накопичуються відкладення верхньої та нижньої предпляжевой зон. В умовах заливний-лагунного узбережжя тут формується лагунові комплекс опадів.
2.2. Характеристика основних фацій
Верхній пляж - представляє собою частину приливно-відливної смуги, не заливається морем. У зоні верхнього пляжу переважають майже горізонтальнослоістие піски з окремими прошарками з слоистостью дрібних брижах течій (рис.9). Під час штормів відбувається відносна сортіроввка матеріалу, в результаті чого в районі верхнього пляжу формуються розсипи важких мінералів.
Нижній пляж - періодично осушувана і заливається частина приливно-відливної смуги. Основний тип шаруватості - горизонтальна або полога коса різноспрямована (клиноподібна) (ріс.із Рейнеке, стр.441). Дуже характерні знаки хвильової брижах, хвильоприбійних знаки, найрізноманітніші органічні залишки (як правило утворюють танатоценози). За складом пляжевих відкладення змінюються від грубих брил до тонкого піску в залежності від типу узбережжя
Предфронтальная зона пляжу - постійно знаходиться під водою і відрізняється максимальною хвильової активністю Для неї вельми характерний розвиток мегарябі хвилювань і косою різноспрямованою і іноді желобкового шаруватості (мал.3 - 4 з ...). За складом-це, головним чином, піщані відкладення, що складають так звані берегові і брьерние бари.
Прибережні лагуни - це неглибокі водойми, розташовані паралельно березі і пов'язані з відкритим морем вузькими протоками. Від відкритого моря їх відгороджують піщані бари або бар'єрні острови. Основна їх особливість підвищена або знижена солоність. Водойми лагун при гумідної кліматі опріснені, і в них переважають піщано-глинисті опади. Плоскі узбережжя лагун є сприятливими обстановками для утворення торфу і вугілля. При аридної кліматі лагуни в різного ступеня осолонени, і в них утворюються карбонатні (доломіт) і галогенні відклади (переважають гіпс, ангідрит, кам'яна сіль). Фауна зазвичай вказує на підвищену або знижену солоність вод і характеризується бідністю видового складу. Розподіл опадів і осадових текстур контролюється в основному гідрографічними умовами і обсягом опадів. У протоках лагун переважають піщані відкладення і звичайно розвита брижі течій (фото з Рейнеке стор.341). Велике дно лагун служить ідеальним місцем накопичення алевритових і мулистих опадів, які можуть бути біотурбіровани. У тропічних умовах в лагунах створюються сприятливі умови для розвитку мангрових боліт (своєрідна мангровая флора). Для опадів характерна добре виражена шаруватість, переважно лінзовідная, хвиляста і горизонтальна. (Приклади лагун: Кара-Богаз-Гол, Таманського півострова узбережжя Техасу).
Фации приливно-відливних рівнин розвиваються уздовж полого занурюються в бік моря узбереж, де існують приливні течії, є досить велика кількість опадів і відсутня руйнівну дію хвиль. Вона може утворюватись у заливний-лагунних узбережжях і на узбережжях відкритих морів (наприклад, ряд бухт Північного моря). Залежно від клімату в межах приливно-відливної зони в різній мірі розвивається рослинність, в тому числі мангровая. Опади в приливно-відливної зоні розташовуються між позначками високою і низькою води, звичайно в інтервалі 2-3 до 10-15м при ширині до 7-10 км. Осадова товща витягнута паралельно берегової лінії і перетнута русловими промоїнами (субліторальній зона). Распеделеніе опадів у межах зони закономірно: поблизу рівня високої води - мулисті осади, близько позначки - низької води-піщанистий (рис.5 - 513, 515 з Рейнеке). Таким чином, в межах приливно-відливних рівнин розвинені фації мулистій, піщаної та змішаної платформ, а також руслових вимоїн. Для руслових вимоїн характерні глинисті кругляки і ракушняк, желобкового та бімодальному коса шаруватість. На піщаних ділянках найбільш часто зустрічається шаруватість брижах течій, для змішаних ділянок - хвиляста, флазерная лінзовідная (фото 515 з Рейнеке), на мулистих рівнинах розвинені, в основному, потужні горизонти мулів з малопотужними піщаними прошарками (горізонтальнослоістие і лінзоподібні текстури). В цілому найбільш характерні векторіальная бімодальному косою шаруватості, шаруватість переслаіванія (мулів і пісків), розвиток тріщин, біотурбаціі.
Комплекс барових фацій. Під барами розуміють комплекс акумулятивних піщаних форм, розвинених, головним чином, уздовж узбережжя і представлених прибережними барами і бар'єрними островами (мал.1 - 3,4,6 стор.250-251 з Depositional ...). Вони формуються (за винятком гирлових барів) хвилями і морськими течіями. Вони утворюються в місцях сприятливого поєднання фаціальних (предфронтальная зона пляжу) і тектонічних умов (на схилах платформних піднять, в зонах флексурообразних перегинів, ланцюжків антиклінальних структур, давніх берегових ліній). Нерідко вони виникають і у видаленні від берега.
Бари та бар'єрні острова мають видовжену форму при відношенні довжини і ширини понад 10. У поперчном перерізі вони мають форму випуклої догори лінзи. У фаціальних комплекс бар'єрного узбережжя входять його фронтальна частина, пляж, дюни, приливні протоки і дельти, лагуни, припливно-відпливні мілини.
Для власне баровій тіла найбільш типова регресивна вертикальна послідовність фацій, аналогічна такій в послідовності нижня предпляжевая зона - верхній пляж. (Мал.8 - 25, 33 стр.260-262 з Depositional ...). Далі опис характерних особливостей і порівняння з алювіальними фациями.
3.Дельти - Це досить складні природні системи, що формуються при впадінні річок у водойми. Вони характеризуються специфічними процесами, зумовленими поступовим переходом гідрологічного режиму річки в гідрологічний режим приймального водоймища. Для дельт характерні як елементи річкового, так і морського (припливи, вітрове хвилювання, течія, солоність вод і т.д.) режимів. У їх межах відбуваються швидкі і суттєві зміни динамічних, фізико-хімічних та біологічних властивостей водних мас, а, головне - потужна акумуляція наносів.
3.1 Зональність дельтових відкладень і їх характеристика
У дельтових областях виділяють наступні основні зони: надводну (або субаерального) і підводну частини дельти. Перша складається з низьких островів і розділяють їх проток (рукавів), стариць, боліт. Осадкообразованіе відбувається в основному в континентальних умовах. Друга - підрозділяється на авандельти, розташовану в межах передгирловому узмор'я, що знаходиться у зовнішнього краю субаральной дельти і похилої частини дельти (звалювання глибин, продельта) (рис.7 з Крашеніннікова стор.215 і рис.16 з Структурною геоморфології).
Русла рукавів - найбільш типові коса шаруватість, шаруватість брижах течій, текстури розмиву і заповнення, а також ерозійні поверхні (мал.8 - 9). Прируслові бари або вали - складаються з тонкозернистих мулів і алевритів. Найбільш поширені осадові текстури, зумовлені течій, однак відзначається і спільна дія хвиль і течій, в результаті чого формуються складні види шаруватості. Крім того часто присутній хвиляста шаруватість, текстури розмиву і заповнення, кульки глини. Пріустьевим бари - складаються з піску і алевриту, присутні рослинні залишки. З текстур найбільш типові желобообразная коса шаруватість, зустрічається брижі течій і хвилювань, місцями знаки брижів, деформаційні структури (роздування). Периферійний вал - шаруватість сезонного походження, біотурбація, фукоіди, залишки раковин. Внутрідельтовие затоки - відкриті водні басейни, оточені барами та болотами. Осадження в подібних затоках обумовлено двома процесами: осіданням ттонкозерністого матеріалу з суспензій і значимість більш грубозернистого матеріалу по промоінам. Типові лінзовідная і горизонтальна шаруватості. Зустрічаються біотурбірованнние опади і раковини. Часто в результаті розвитку дельтових комплексів формуються піщані покриви фронту дельти або піски розгалужених барів. Продельта - або фронтальний схил дельти. Найбільш характерні тонкозернисті мулисті осади: алеврити і глини. Зазвичай переходять у опади шельфу. Розвинена стрічкова і паралельна шаруватість.
3.2. Типи дельт і характеристика вертикальної послідовності дельтових комплексів.
Дельти поділяються на три головних типи з переважанням річкових, хвильових і припливно-відливних процесів. (Рис.10 - 19 і 20 з «Структурною геоморфології»).
У дельтах, де переважають річкові процеси, а морські не відіграють значної ролі, відбувається швидке зростання у бік моря за рахунок відкладення ваблених річкових наносів. Річкові наноси відкладаються головним чином на пріустьевим барі. У міру розростання дельти річкові ухили стають більш пологими і потік втрачає транспортуючу силу. На цій стадії може утворитися промоїна в прируслових валу, що відкриває більш короткий шлях до моря. У результаті швидкого відкладення паводкових наносів формується побічна дельта. З плином часу потік прориву може перетворитися на головний рукав, а процес повторитися. При переважанні у витратах річки зважених опадів утворюються дельти у формі «пташиною лапки» (ріс.392, 397, 398 з Рейнеке).
Швидке висунення дельт з переважанням річкових процесів викликає формування характерного для дельтових оложеній циклу з погрубеніем осадового матеріалу вгору по розрізу. На рис. показаний повний цикл розвитку лопаті дельти. Зміни від глин продельти до опадів руслових проток і дельтових боліт, включаючи поховані грунту і вугілля.
В умовах великої активності хвилювань відкладення річкових гирлових барів безперервно переробляються в морські бар'єрні і вдольбереговой бари. Скупчення пісків будуть паралельні берегової лінії (Приклад - дельта Сан-Франсиску).
У дельтах з високими припливами потік із зворотними течіями, що виникають у проточних рукавах під час припливів і відливів, може стати головним фактором переміщення опадів. При цьому можуть сформуватися ряд паралельних лінійних і пальцеподібно гряд, розташованих паралельно приливно-відливних течії. Субаерального частина таких дельт представлена переважно приливними рівнинами. У рукавах відкладаються піски з бімодальною шаруватість.
Різні процеси впливають на акумуляцію в дельтах. В даний час Ж. Колеман і Л. Райт виділяють 6 головних моделей розподілу дельтових піщаних тіл (ріс.II). I тип - його формування сприяє слабка сила хвиль, низький приплив, пологий схил прибережний, слабкі вдольбереговой течії і відкладення дрібнозернистого матеріалу; II тип - слабка енергія хвиль, висока амплітуда припливів, слабкі вдольбереговой течії; III тип - помірна сила хвиль, високі припливи, слабкі берегові течії і дрібні басейни з постійною акумуляцією; IV тип - помірна сила хвиль, пологий схил прибережний і слабке надходження опадів; V тип - в умовах великої сили хвиль, слабкого берегового течії і крутого схилу прибережного; VI тип - сильний вдольбереговой протягом, велика енергія хвиль і крутий прибережний схил.
Таким чином, діагностика дельтових комплексів грунтується на аналізі вертикальної послідовності порід у розрізах і плошадного розповсюдження: характер розподілу потужностей піщаних відкладень і латеральне взаємовідношення фацій, зокрема перехід в алювіальні відклади з одного боку і шельфові (неритовою) - з іншого. Вертикальна послідовність нашарування нагадує таку в барових комплексах (ріс.II). Однак найбільш характерні відмінності спостерігаються у верхніх крупнозернистих пачках циклів. Відкладення дельтових пісків характеризуються косою слоистостью з великими кутами нахилу і загальною спрямованістю палеотеченій. Часто вони представлені русловими фациями рукавів дельт. Піски бар'єрних і вдольбереговой барів мають косу шаруватість з меншими кутами нахилу і різноспрямовану. Осадонакопичення в дельтах зазвичай відбувається швидше, внаслідок чого сортування і біотурбаціі менш розвинені. У результаті швидкого осадження дельтових пісків на неконсолідовані мули продельти розвиваються текстури оползанія або глиняні діапіри. Крім того дельтові відкладення всіх типів звичайно закінчуються вугіллям, що не типово для барових комплексів.
Література до лекції
1.Г.Ф.Крашенінніков. Вчення про фації. М. «Вища школа»,
1971.
2. Довідник по літології. М. «Надра», 1983.
3. М. М. Страхов Типи літогенезу та їх еволюції в історії Землі. М. Гостоптехіздат., 1963
4. В. В. Бєляєв, Б. А. Яцкевич, І. В. Швецова Девонські боксити Тімана. Сиктивкар, 1997.
5. Paleosols and Weathering Through Geologic Time. Geological Society of America, special paper, 216, 1988.
6. Paleosols in Silisiclastic Sequences. University of Reading, 1989 /
Лекція 5
Континентальні фації 2