Fatsii
.pdf
1
М е т о д ф а ц и й является одним из основных методов, позволяющих реконструировать физико-географические условия прошедших эпох, в том числе и тектонический режим.
Метод основывается на изучении ф а ц и й (франц.- вид, лицо, облик) – комплексов отложений, возникших в определенных физико-географических условиях и характеризующихся специфическим набором пород и заключенных в них органических остатков. Впервые термин фация был введен швейцарским ученым А. Грессли1 и в дальнейшем получил широкое распространение.
Толщи осадочных пород формируются на значительной площади, при этом в пределах одновозрастных толщ может наблюдаться изменение состава пород, как по простиранию толщи, так и от её подошвы к кровле, могут колебаться и значения мощности толщи в разрезе. Эти изменения, прежде всего, связаны с различными условиями осадконакопления, среди которых определяющим является тектонический режим.
Распределение фаций по площади отражает морфологию рельефа поверхности осадконакопления древнего бассейна. При этом области устойчивого накопления морских осадков, как правило, являются зонами тектонических прогибаний, области суши – зонами тектонических поднятий. Таким образом, анализ фаций даёт качественное представление о распределении областей тектонического поднятия и прогибания для данного времени.
Поверхность земной коры расчленена на области размыва (суши) и области накопления (моря), которые разделены границей размыва (береговой линией). Основная часть осадков формируется в областях накопления. Процесс формирования осадочных отложений идет по закону механической дифференциации осадочного материала: вблизи границы размыва (береговой линии) отлагаются наиболее грубые осадки, сменяющиеся по мере удаления от нее в сторону моря все более и более тонким материалом. То есть, анализируя геологический
разрез какой-либо территории можно установить древние условия его формирования.
Фации геологического прошлого определяют по горным породам и ископаемым окаменелостям, содержащихся в них. Отсюда, метод восстановления палеогеографических обстановок называется ф а ц и а л ь н ы м а н а л и з о м .
В основе этого метода лежит п р и н ц и п а к т у а л и з м а . Суть его по представлениям одного из его основоположников Ч.Лайеля заключается в том, что современные явления есть ключ к познанию таких же процессов в прошлые эпохи.
1 Гресли (Gressly) Аманц (17.7.1814, близ Лауфена, — 13.4.1865, Валлау), швейцарский геолог. В работе «Геологические наблюдения Золотурнской юры» (1838—41) изложил основы учения о фациях, которыми он называл различные петрографические виды любых отложений и связанные с ними изменения в характере фауны. По данным фациального анализа, Г. впервые составил палеогеографические карты. В 1861 дал краткую экологию фауны Средиземного моря («Воспоминания натуралиста в Южной Франции») как основу для установления прошлых условий жизни различных ископаемых морских животных; это направление он назвал «палеонтологической биологией».
2
Иными словами, наблюдая современные геологические процессы и явления, геологи могут восстановить картину минувших геологических эпох. Но такой подход может привести и к ошибкам, если его применять механически, без учета эволюционных изменений происходивших в ходе длительного развития земной коры и её поверхности. Каждая историческая эпоха, наряду с общими, имеет свои особенности развития. Например, современный состав атмосферы отличается от того, какой был на ранних этапах. В процессе эволюции органического мира многие современные виды значительно изменились по сравнению с предками. И сравнение их образа жизни сейчас и в прошлом может привести к ошибкам, если не учитывать особенностей этого прошлого. Учитывая все это, принцип актуализма дополнен сравнительно-историческим методом, который рассматривает изменения во времени характера и результатов самих процессов, происходивших на Земле.
Поскольку основой для фациального анализа является изучение горных пород и
ископаемых организмов, его |
подразделяют на б и о ф а ц и а л ь н ы й и |
|
л и т о л о г о - ф а ц и а л ь н ы й . |
|
|
Б и о ф а ц и а л ь н ы й |
( б и о н о м и ч е с к и й ) |
а н а л и з - |
основой для его проведения служат ископаемые организмы и следы их жизнедеятельности. Основные условия обитания организмов в море (соленость, температура, свет, газовый режим, глубина, движение воды или гидродинамика, состав грунта) отражаются: в морфологии организма (т.е. размерах раковины, её скульптуре, толщине и т.п.), в многообразии видов, влияют на расселение организмов по площади водоёма. Поэтому в биофациальном анализе мы по облику ископаемых остатков можем с определенной степенью достоверности определить многие из перечисленных условий обитания, а значит и палеогеографические условия на определенный период времени.
Биофациальный анализ начинают с определения характера захоронения ископаемых остатков. Они бывают двух типов:
Ископаемый биоценоз - захоронение на месте обитания самих организмов. Изучая ископаемые биоценозы восстанавливают условия обитания организмов.
Танатоценоз - место захоронения удалено от места обитания. По танатоценозу восстанавливают обстановку захоронения. Признаками танатоценоза при переносе являются: разрушение скелетных элементов, сортировка особей по размеру и весу, ориентировка скелетных элементов по течению и т.п. При танатоценозе в одном месте могут находиться виды, обитающие в разных фациальных условиях (так вместе с остатками бентоса могут находиться наземные растения или нектонные).
Вбиофациальном анализе важная роль принадлежит организмам - индикаторам среды обитания или древних климатов. К таким организмам относятся те, существование которых обусловлено каким-то определенным требованием (например, только нормальной соленостью воды, температурным интервалом и т.д.).
Л и т о л о г о - ф а ц и а л ь н ы й а н а л и з опирается на определение фаций по вещественному составу, по структурным и текстурным признакам пород.
Вещественный состав осадочных пород дает информацию:
о составе источника обломочного материала (определяется по составу обломков в породе),
о среде формирования (биогенные или хемогенные осадки),
о климатических условиях (угленакопление или коры выветривания) и т.д. Структура осадочных пород наиболее разнообразна и информативна у обломочных
пород. Информацию об условиях образования таких пород содержат как обломки, так и цементирующий материал.
3
Размер обломков позволяет судить о степени удаленности обломочного материала от источника (крупные - ближе к источнику сноса, мелкие более удалены).
Состав обломочного материала позволяет судить как о составе исходного источника разрушения, так и о длительности процесса переноса.
Если в обломках сохранились неустойчивые к разрушению минералы - это говорит о близком источнике сноса и о коротком промежутке времени переноса. И наоборот, наличие в обломках только устойчивых минералов свидетельствует о длительном переносе.
Минеральный состав может также указывать на среду и климат при осадконакоплении. Существуют минералы-индикаторы среды и климата. Так индикаторами морской среды и определенных интервалов глубин являются минералы - глауконит, Fe-Mn конкреции, фосфорит и т.д. Индикаторами климатов являются соль и гипс, торф и уголь, гидроокислы Fe и Al и т.д.
Сортировка обломочного материала отражает соотношение обломков по размеру (у хорошо отсортированных пород размеры обломков близки).
Сортировка является индикатором длительности переноса. Отсутствие сортировки, т.е. присутствие обломков разного размера - признак быстрых перемещений на небольшие расстояния. Это характерно для образования морен, осыпей, глубоководных брекчий.
Форма обломков зависит от состава исходной породы и формы переноса обломков. Например, морская галька отличается от речной уплощенной формой, а ледниковая угловато-окатанная (форма утюга).
Степень окатанности - зависит от состава пород, от скорости и длительности переноса обломков и др. По расположению обломков и их ориентировке в породе можно судить о направлении движения обломочного материала. Так устанавливают направления русел древних рек, береговую линию моря.
Цементирующая обломки масса несет информацию о среде отложения обломков. Небольшой её объем в породе указывает на подвижную среду, а его возрастание - на спокойную обстановку водных бассейнов.
Среди текстур различают слоистые и поверхностей напластования.
По текстурам все осадочные породы подразделяются на массивные (не слоистые) и слоистые.
Отсутствие слоистости отражает стабильный режим осадконакопления (как по тектонической обстановке, так и по вещественному составу осаждаемого материала), тогда как слоистость указывает на изменяющиеся условия.
Выделяют два основных типа слоистости: параллельную и косую.
Параллельная слоистость образуется при чередовании отдельных слойков, у которых поверхности напластования параллельны друг другу. Такая слоистость образуется при выпадении осадка в спокойной водной среде.
Косая слоистость образуется слойками внутри пласта, расположенными косо к границам кровли и подошвы пласта. Такая слоистость образуется при движении воды или ветра в процессе формирования осадка. Подобные условия наблюдаются в руслах рек, зонах подводного течения, в прибрежных частях водных бассейнов и в наземных условиях.
Слоистое строение геологического разреза отражает результат постоянных изменений между скоростями поднятия областей размыва, прогибаний областей накопления и перемещением границ размыва (береговых линий), что определяет формирование фаций отложений в разрезе и расположение фациальных зон по площади. Смещение фациальных зон вслед за движением береговой линии приводит к формированию трансгрессивных и регрессивных серий осадков в разрезе.
Т р а н с г р е с с и в н а я с е р и я формируется в основном при наступании моря на сушу. На рисунке цифрой 1 отмечено некоторое начальное положение уровня моря. На дне его накапливаются осадки в обычной последовательности. Перемещение
4
береговой линии в положение 2, 3, и т.д. одновременно с прогибанием земной коры в области накопления вызывает перемещение осадков различного типа друг относительно друга. Фациальные зоны смещаются вслед за передвижением берега, и там, где отлагались конгломераты, теперь отлагаются пески, над песками – глины и над глинами – известняки. В результате в вертикальном разрезе I-I наблюдается снизу вверх смена конгломератов песками, пески – глинами и далее известняками.
Смещение фациальных зон при трансгрессии (по В.В.Белоусову)
1 – галечники, 2 – пески, 3
– глины, 4 - известняки
При отступании береговой линии наблюдается в основном регрессивное залегание осадков. Линия 1-1 также показывает первоначальный уровень морского бассейна, на дне которого формируются осадки в нормальной последовательности: конгломераты, пески, глины, известняки. При перемещении берега в положение 2,3, и т.д. все фации соответственно смещаются в сторону отступающего бассейна. Регрессивные серии осадков сохраняются в разрезах менее отчетливо, так как естественным развитием регрессии является полное поднятие территории земной коры и уничтожение регрессивных осадков размывом.
Смещение фациальных зон при регрессии (по В.В.Белоусову)
1 – галечники, 2 – пески,
3 – глины, 4 - известняки
При перемещении береговой линии то трансгрессивно, то регрессивно возникают соответственно более сложные разрезы, где в вертикальном направлении чередуются участки с трансгрессивной и регрессивной последовательностью слоев.
Геологический разрез осадочных отложений. формируется в сложной обстановке при одновременных перемещениях береговой линии и изменениях отношения скорости поднятия в области размыва к скорости прогибания в области накопления. При этом могут возникнуть следующие комбинации:
Трансгрессивное расширение бассейна.
если при трансгрессии моря в соотношениях между поднятием и прогибанием преобладает прогибание, фациальные зоны смещаются вслед за передвижением береговой линии,
сужаются, и в вертикальном разрезе наблюдается трансгрессивная серия осадков.
5
Регрессивное расширение бассейна:
если при трансгрессии моря в соотношениях между поднятием и прогибанием преобладает поднятие,
фациальные зоны могут смещаться в направлении, обратном, по отношению к движению берега, расширяются, и в разрезе можно наблюдать регрессивную серию осадков, несмотря на то, что море наступает на берег.
Регрессивное сокращение бассейна:
если при регрессии моря в соотношениях между поднятием и прогибанием преобладает поднятие,
фациальные зоны смешаются в направлении движения берега,
расширяются, и в разрезе наблюдается регрессивная серия осадков
Трансгрессивное сокращение бассейна:
если при регрессии моря в соотношениях между поднятием и прогибанием преобладает прогибание, фациалъные
зоны могут смещаться в направлении, противоположном движению берега, и в разрезе можно наблюдать трансгрессивную серию осадков, несмотря на то, что море отступает
Текстуры поверхностей напластования:
следы жизнедеятельности организмов (ходы илоедов, зарывающихся, ползающих; отпечатки следов четвероногих и т.д.).
знаки ряби - водной или ветровой.
трещины высыхания - образуются в наземных условиях при сухом жарком климате.
Рассмотрев все эти признаки, переходят к определению фаций в исследуемом разрезе или области.
Все многообразие фаций объединяется в три крупные группы: континентальные,
морские и переходные (иначе их еще называют фации бассейнов с ненормальной соленостью).
К О Н Т И Н Е Н Т А Л Ь Н Ы Е Ф А Ц И И :
Многообразие сочетаний различного характера рельефа и климатических условий обусловливает и исключительное разнообразие фациальных обстановок и фациальных комплексов:
элювиальные,
коллювиально-делювиально-пролювиальные,
аллювиальные,
лимнические,
ледниковые,
эоловые пустынные образования.
6
Э л ю в и а л ь н ы е ф а ц и и
Элювий — комплекс сохранившихся на месте своего образования продуктов разрушения горных пород, образующихся на поверхности Земли под действием атмосферных агентов, почвенных и грунтовых вод и жизнедеятельности организмов.
Наиболее типичные представители элювия — кора выветривания и ее самая верхняя часть — почва, где в наибольшей степени происходят биохимические процессы.
Характерная черта коры выветривания — вертикальная зональность строения, отсутствующая в породах иного происхождения и обусловленная стадийностью процессов выветривания. Нижние ее горизонты по физическим свойствам, составу, текстурно-структурным особенностям обычно достаточно близки исходной материнской породе, в то время как верхние горизонты, особенно при интенсивном химическом выветривании, резко отличаются от исходных пород и сложены главным образом глинистыми минералами.
Минералогический состав, мощность, полнота развития профиля коры выветривания при прочих равных условиях зависят главным образом от климата, тектонического режима и рельефа. Наиболее глубокое выветривание — до каолинита и даже гиббсита — происходит в тропическом климате при стабильном тектоническом режиме в условиях приподнятого, но без крутых обрывов рельефа. В умеренном климате профиль коры выветривания заканчивается гидрослюдами. В аридной зоне с щелочными условиями формируются монтмориллонит, палыгорскит и др. минералы.
Обычные мощности элювия изменяются от единиц до нескольких десятков метров, в линейных корах выветривания, где инфильтрация вод происходит по зонам дробления на большую глубину, она может достигать нескольких сотен метров.
Таким образом, само наличие ископаемых кор выветривания уже указывает на континентальную обстановку, а ее детальное изучение позволяет реконструировать климатические и тектонические условия рельефа и основные происходившие тогда
геохимические процессы. |
|
|
С к л о н о в ы е |
( к о л л ю в и а л ь н о - д е л ю в и а л ь н ы е |
и |
п р о л ю в и а л ь н ы е ) ф а ц и и :
Коллювиальные и делювиальные отложения формируются на склонах в результате обвалов, сползания, обрушения, а также перемещения обломочного материала дождевыми и талыми водами. Их образование чаще связано с областями сухого климата и незначительного развития растительности, которая укрепляет склоны и предохраняет их от разрушения.
При обвалах и осыпях более крупные обломки обгоняют мелкие, поэтому ниже по склону располагаются нередко более грубозернистые отложения, как бы нарушая ход обычной механической осадочной дифференциации. Это обстоятельство может служить одним из специфических диагностических показателей коллювиальных образований.
При расчлененном рельефе и крутых склонах формируются грубые брекчии и дресвиты, при пологих — более тонкие песчано-алевритовые осадки.
Слоистость и сортировка материала, как правило, отсутствуют или выражены чрезвычайно слабо, обломки особенно в приподошвенной части комплекса совершенно не окатаны, остроугольны. Сухость климата обусловливает частую известковистость пород. Фаунистически охарактеризованы обычно слабо, могут встречаться редкие, обычно раздробленные остатки наземных животных и растений.
Поскольку коллювиально-делювиальные отложения в процессе своего развития выравнивают существующий рельеф, их мощность меняется очень резко и на коротких расстояниях, достигая максимальных значений в долинах и впадинах; на поднятиях они часто полностью выклиниваются. При этом отмечаются и отчетливо направленные изменения характера отложений вверх по разрезу — общее уменьшение размерности обломочного материала, появление следов окатанности, некоторой сортировки. При
7
достаточно полной нивелировке рельефа выше по разрезу они нередко сменяются озерными отложениями с отчетливой слоистостью и заметной сортировкой обломочного материала.
Вгорных и предгорных областях, где по долинам и ущельям селевыми потоками периодически происходит резкий выброс громадных масс обломочного материала,
формируются пролювиальные отложения.
Встроении пролювиальных отложений наблюдается определенная закономерность.
Вгорах он имеет полосовидное залегание, выполняет долины и сложен грубозернистыми
и совершенно несортированными отложениями, где глыбы, валуны, галька и щебень в беспорядке рассеяны в суглинках. При выходе потока на равнину он растекается по многим руслам, скорость течения резко падает и образуется веерообразный в плане конус выноса. По направлению от гор к долине, т. е. от вершины конуса к его подножию структура обломочного материала изменяется от гальки и щебня с песчано-глинистым заполнением до более тонких и отсортированных осадков лёссовидных супесей и суглинков. По окраинам конусов в условиях выравненного рельефа образуются соры, а иногда заболачивание с формированием торфяников.
Выбросы обломочного материала происходят не постоянно, а периодически, что ведет к появлению в разрезе грубой слоистости. При этом характерны резкие колебания мощностей, состава и внутренней структуры отдельных циклитов, нередко срезание их друг другом, причем различное по величине в разных частях конуса.
Отдельные конуса выноса сливаются в сплошной предгорный пролювиальный пояс длиной до нескольких сотен километров и шириной до 100 км. Мощность пролювия в таких поясах достигает нескольких сотен, а иногда и тысяч метров.
Фауна в коллювиально-делювиальных и пролювиальных отложениях чаще переотложена из материнских пород. Собственные органические остатки представлены обычно детритом пресноводных и наземных раковин, костями позвоночных и фрагментами растительности.
А л л ю в и а л ь н ы е ф а ц и и :
Речные отложения относятся к числу наиболее изученных и достаточно широко развитых ископаемых континентальных образований. Аллювиальные фации представляют собой весьма разнообразный комплекс пород, имеющих в сечении форму линзы с выгнутым вниз основанием и относительно плоской кровлей, «врезанной» в подстилающие отложения, на которых они залегают с отчетливым размывом. В плане они образуют удлиненные, относительно прямолинейные или слабо изгибающиеся полосы.
Аллювиальные фации подразделяются на русловые, пойменные и старичные. Русловые фации наиболее грубозернистые и представлены в равнинных реках
обычно различными песками, иногда с примесью гравийных зерен. Степень сортировки различная, но в целом значительно выше, чем в делювиально-пролювиальных отложениях. Для русловых отложений характерна достаточно правильная косая слоистость. Кососло-истые серии состоят из прямолинейных слойков, наклоненных под углом 30° (диагональная слоистость) и разделенных гори-зонтальнослоистыми более тонкозернистыми отложениями. В поперечном сечении отдельных русел устанавливаются отчетливые изменения структуры отложений: снизу вверх уменьшается зернистость и улучшается отсортированность пород; аналогичные изменения намечаются и в направлении от центра потока к его периферии.
Пойменные отложения формируются в половодья при менее активной и достаточно непостоянной гидродинамике. Осадки обычно более тонкозернистые, менее отсортированные. Каждое половодье фиксируется повторяемостью более мощных песчаных прослоев с глинистыми. Косая слоистость не выдержана, образует мелкие и изогнутые слойки; наряду с ней присутствует горизонтальная и слабоволнистая слоистость, а также
8
рябь течений и волнений, текстуры взмучивания. Отмечаются быстрые и незакономерные латеральные замещения.
Старичные отложения на первых этапах, когда старицы еще периодически восстанавливают связь с рекой, близки русловым, затем, при окончательном обособлении
— приобретают характер озерных образований.
Минеральный состав обломков равнинного аллювиального комплекса обычно достаточно однороден, вплоть до олигомиктового. Фауна в древних аллювиальных отложениях встречается не часто и представлена речными пресноводными, обычно раздробленными, формами. Более обычны обугленные остатки растительности и мелкие углистые включения.
Аллювий горных рек характеризуется резким преобладанием собственно русловых фаций при практическом отсутствии пойменных и тем более старичных образований; наличием более грубообломочного материала с преобладанием галечников, более быстрым темпом уменьшения размеров зерен, полимиктовым составом, слабой сортировкой материала и отсутствием слоистости и, наконец, прямолинейностью и более узким площадным распространением.
Фауна в древних аллювиальных отложениях встречается не часто и представлена речными пресноводными, обычно раздробленными, формами. Более обычны обугленные остатки растительности и мелкие углистые включения.
В целом, несмотря на различные вариации, аллювиальные фации достаточно надежно восстанавливаются по полосовому распро странению, залеганию, в виде врезанной линзы, закономерному строению разреза и литологическим особенностям отложений.
Л и м н и ч е с к и е ф а ц и и :
Образование этой группы фаций происходит во внутриконтинентальных или прибрежно-морских озерах и болотах.
Общие признаки лимнических образований — ограниченное распространение, соответствующее форме озера или болота и, как правило, сравнительно небольшая мощность. В связи с этим в разрезе комплекс лимнических отложений представляет собой линзу с вогнутым основанием и относительно плоской кровлей. В плане эта линза, в отличие от аллювиальной, образует не полосу, а относительно изометричную зону и осадки часто залегают согласно на подстилающих отложениях.
Характер осадков и органических остатков в максимальной степени зависит от климатической зоны, и в меньшей степени, от рельефа берегов. В гумидном климате, где поступление метеорных (атмосферных) и речных вод превосходит испарение, озера обычно проточные, пресные, как правило с терригенным составом осадков, распределяются по законам механической осадочной дифференциации. В равнинных озерах преобладают песчано-алеврито-глинистые осадки, в горных появляется и более грубый материал. Для осадков в целом характерна сравнительно хорошая сортировка, наличие правильной, часто тонкой слоистости, иногда — в прибрежных зонах — знаки ряби и неотчетливая косая слоистость.
Несмотря на малую общую соленость, в ряде случаев озерные воды настолько жесткие, что происходит осаждение кальцита, а в ряде случаев и высокомагнезиального кальцита и протодоломита. Современные известковые осадки известны, например в таких озерах влажной зоны, как Цюрихское и Мичиган, магнезиальные соединения — в оз. Балатон, известковые накопления «гажа» изучены в послеледниковых озерных отложениях Ленинградской области, пермские озерные известняки известны около Воркуты. В некоторых озерах — ряд озер Северной Америки, Франции, Швейцарии, побережья Белого моря, широко развиты диатомеи, что ведет к формированию достаточно мощных (до 5—15 м) отложений диатомита. Скорость его накопления достигает 3—10 см в столетие. В целом карбонатные и кремнистые породы вероятно все же более редкие
9
компоненты озерных отложений по сравнению с песчано-глинистыми. Кроме основных осадков в озерах могут образовываться вивианит, сидерит и гидроксиды железа (озерные бобовые руды).
Фауна в озерных отложениях весьма обычна, нередко встречаются остатки пресноводных организмов, характерны остатки растительности, известны находки наземных позвоночных.
Вобстановке аридного климата, когда поступление вод невелико и часто не компенсирует испарение, формируются бессточные озера с повышенной минерализацией.
Вотличие от озер гумидной зоны, здесь, наряду с терригенной, идет, иногда и преобладает, хемогенная седиментация. В степных (семиаридных зонах2) на ранних стадиях засолонения осаждаются известняки и доломиты (современное оз. Балхаш, верхнеюрское озеро в районе хребта Каратау и др.), идет образование магнезиальных силикатов типа палыгорскита-сепиолита. При большей аридизации концентрация солей возрастает настолько, что становится возможным накопление чрезвычайно растворимых солей — гипсов и ангидритов, хлоридов, троны и т. д.
К группе лимнических фаций относятся и болотные отложения. В осадках болот преобладают накопления торфа (впоследствии переходящего в уголь), кроме того присутствуют глинистые осадки, лреимущественно каолинитового состава, а в отдельные периоды и песчано-алевритовые, как правило, с обильными остатками растений. Торфяники часто залегают на озерных отложениях или ископаемых почвах.
Болотные фации — один из примеров концентрированного накопления и
сохранения органического вещества. Исходный состав, в котором преобладает высшая растительность, предопределяет преимущественно гумусовый3 характер органического материала и его последующую углефикацию.
Возерах часто идет накопление органического вещества иного типа - сапропелевого4. Олиготрофные озера — обычно крупные и глубокие, с равномерно насыщенными кислородом водами, но содержащими мало минеральных и питательных веществ и планктона. Как правило, имеют осадки с малым содержанием органического материала. Эвтрофные озера обычно не очень глубокие, хорошо прогреваются летом, богаты питательными веществами и планктоном, отличаются высокой биологической продуктивностью. В таких озерах имеются благоприятные условия и для консервации образующегося органического материала. При сравнительно малой гидродинамической активности летом отмечается резкое кислородное и температурное вертикальное расслоение с дефицитом кислорода в придонном слое. Зимой при замерзании озера поступление кислорода еще более ограничивается. В результате в илу, а часто и в придонном слое возникает восстановительная обстановка и поступающий сюда органический
.материал подвергается анаэробному разложению, гниению с образованием ила с высоким содержанием органического вещества, достигающим 50, а иногда и 80 % массы сухого
осадка. Исходный состав органического вещества, богатого белками, углеводами и
2Семиаридный климат умеренных широт (синоним – степной климат) характерен преимущественно для внутриматериковых районов, удаленных от океанов (источников влаги) и обычно расположенных в дождевой тени высоких гор. Основные районы с семиаридным климатом – межгорные котловины и Великие Равнины Северной Америки и степи центральной Евразии. Жаркое лето и холодная зима обусловлены внутриматериковым положением в умеренных широтах. По крайней мере один зимний месяц имеет среднюю температуру ниже 0° С, а средняя температура самого теплого летнего месяца превышает +21° С. Температурный режим и продолжительность безморозного периода существенно изменяются в зависимости от широты. Термин «семиаридный» применяется для характеристики этого климата, потому что он менее сухой, чем собственно аридный (сухой) климат. Средняя годовая сумма осадков обычно менее 500 мм, но более 250 мм. Поскольку для развития степной растительности в условиях более высоких температур необходимо большее количество осадков, широтно-географическое и высотное положение местности определяют климатические изменения. Для семиаридного климата нет общих закономерностей распределения осадков в течение года. Например, в районах, граничащих с субтропиками с сухим летом, отмечается максимум осадков зимой, в то время как в районах, смежных с областями влажного континентального климата, дожди выпадают, в основном, летом. Циклоны умеренных широт приносят большую часть зимних осадков, которые часто выпадают в виде снега и могут сопровождаться сильными ветрами. Летние грозы нередко бывают с градом. Количество осадков сильно изменяется от года к году.
3Гумус (от лат. humus - земля, почва), перегной, органическая, обычно темноокрашенная, часть почвы, образующаяся в результате биохимического превращения растительных и животных остатков.
4Сапропель (от греч. saprós - гнилой и pelós - ил, грязь), илистые отложения пресных водоёмов, содержащие большое количество органических веществ (лигнино-гумусовый комплекс, углеводы, битумы и др.; см. Сапропелиты) в коллоидальном состоянии.
10
жирами, способствует дальнейшему преобразованию этих осадков в сапропелиты или битуминозные сланцы (верхнемезозойские отложения межгорных впадин Забайкалья и других районов Центральной Азии, эоценовая формация Грин-ривер запада США).
Обычные мощности озерных и болотных отложений не превышают нескольких десятков метров, однако известны и длительно существовавшие водоемы, расположенные в интенсивно погружающихся регионах, где мощности отложений резко увеличены.
Л е д н и к о в ы е ф а ц и и
Ледниковые отложения формируются в областях материкового и горного оледенения. Собственно ледниковые образования — морены; водно-ледниковые — флювиогляциальные и озерно-ледниковые отложения.
Морены образуются из материала, принесенного ледником и оставшимся на месте его таяния. В общем случае это несортированные или очень слабо сортированные неслоистые отложения, состоящие из различных по размеру валунов, глыб, сцементированных песчано-глинистым материалом. Петрографический состав обломков чрезвычайно разнообразен и, наряду с местными породами, захваченными ледником при его перемещении, в значительном количестве присутствует принесенный издалека материал. Характерны также своеобразная штриховатость и полированность отдельных валунов. Ископаемые морены называют валунной глиной, или тиллитами5 (иногда микститами).
Непосредственно у внешнего края ледника многочисленные, не имеющие собственных долин ручейки или речки талых вод выносят и в пределах зандровых6 равнин переоткладывают материал и конечноморенные накопления. Эти флювиогляциальные отложения представлены вначале несортированными породами, грубо-, правильно- и часто линзовиднослоистыми. Несколько дальше лучше отсортированные, преимущественно песчаные отложения с текстурами течений. При дальнейшем удалении от ледника поверхностный сток постепенно приобретает упорядоченный характер, текучие воды локализуются в долинах, т. е. превращаются в реки, и флювиогляциальные отложения замещаются аллювиальными. В отдельных депрессиях и при наличии локальных подпоров образуются озера, где идет накопление лимногляциальных отложений. Они характеризуются более тонкозернистым составом, наличием тонкой горизонтальной слоистости. Типичный пример подобных осадков — ленточные глины.
Мощности четвертичных ледниковых отложений Европы составляют обычно несколько десятков метров, однако при заполнении впадин они возрастают до 150 — 200 м. Мощность тиллитов Южной Африки определена в 300, а местами возможно и в 600— 800 м. Ледниковые отложения четвертичного возраста широко развиты в пределах континентов северного полушария, остатки пермо-карбонового оледенения известны в пределах Гондваны, раннеордовикского — в Северной Америке. Кроме того, горизонты
5 Тиллиты (англ. tillite, от till - валунная глина), древние морены, представляющие собой грубообломочные, неотсортированные образования, подвергшиеся уплотнению, а иногда и метаморфизму. Т. образованы мелкозёмистой неслоистой массой, так называемой "ледниковой мукой", с включениями валунов различных размеров, обладающих ледниковой штриховкой.
Различают Т. морские, образовавшиеся в результате ледового разноса и отложения в море, и континентальные, состав которых часто отражает подстилающие движущийся ледник материнские породы (что позволяет устанавливать области сноса и направление движения ледника). Т. нередко путают со сходными породами неледникового происхождения (например, подводнооползневыми и селевыми отложениями). Т. - свидетели древних оледенений, они известны с раннего протерозоя и очень широко распространены в отложениях позднего протерозоя почти всех континентов. Их горизонты встречены среди верхнерифейских толщ ВосточноЕвропейской платформы (см. Рифей), в верхней ордовике Африки, в верхней карбоне и перми южных материков. Мощность Т. достигает десятков и сотен м. Т. широко используются для решения задач стратиграфии, палеогеографии (палеоклиматологии), а также для прогнозирования месторождений осадочных полезных ископаемых (железных руд). Сопоставляя Т. с антропогеновыми моренами, можно получить общую картину ледникового осадконакопления.
6 Зандры (от исл.Sand – песок) - равнинные поверхности, сформировавшиеся у окраин древних покровных ледников потоками талых вод. Зандры: покрыты песками и галечниками; развиты в местах древнего оледенения; образуются из отложений подледниковых потоков. Зандрами являются Припятское полесье и Мещерская низменность на Восточно-Европейской равнине.