14. Рифовые массивы

Рифами обычно называют массивные тела с крутыми или вертикальными склонами, выступающие или почти выступающие над поверхностью моря. Они могут иметь разный состав и про­исхождение. Рифы, остов которых образован колониальными рифостроящими организмами, называются биогенными. Именно они и будут рассмотрены в этой главе. С биогенными рифами и близкими к ним образованиями связаны некоторые термины, требующие разъяснения.

Ископаемая органогенная постройка — геологическое тело, образованное остатками животных (главным образом колониальных) и растительных организмов, захороненных преимущест­венно в прижизненном положении. Такие постройки служат ос­новой для биогенных рифов.

Биогенный риф — сложная органогенная постройка, состоя­щая из комплекса замещающих друг друга пород: массивных биогермных, органогенно-обломочных и хемогенных. Количест­венные соотношения этих пород меняются в широких пределах. Форма рифа — массив сложного строения; мощность ископае­мого рифа обычно значительно превосходит мощность окружа­ющих синхронных слоев. В современном рельефе ископаемые рифы обычно дают положительные формы. Палеогеографически ископаемый риф был волноломом, т. е. образовывал холм или гряду, достигавшую уровня моря. Об нее разбивался прибой.

Биогерм — массивная органогенная постройка, возвышаю­щаяся над прилегающими одновозрастными отложениями иного литологического состава и превосходящая их по мощности.

Биостром — слоистая или массивная ископаемая органоген­ная постройка, почти не поднимающаяся над прилегающими од­новозрастными отложениями иного состава. Форма биострома — линза или пласт. Его мощность почти равна мощности соседних синхронных слоев. Биостромы сложены большею частью остат­ками стелющихся колониальных организмов, в том числе водо­рослями. Нередко биостромы представляют собой ископаемые банки.

Банка — массивное тело плоской формы, выступающее над дном и часто незаметно с ним сливающееся. Банки могут иметь разное происхождение, в том числе органогенное (устричные банки). Глубина их образования может быть разной, банки би­огенного происхождения большею частью располагаются неглу­боко.

Из вышеприведенного определения следует, что рифы обра­зуются в мелкой воде на глубинах, соответствующих литораль­ной и неритовой областям. Вместе с тем продукты разрушения биогенных рифов встречаются, начиная от поверхности моря до значительных глубин — вплоть до абиссальной области. Поэто­му они принадлежат нескольким областям вертикальной зональ­ности моря. Рифы широко распространены в ископаемом состоя­нии и с ними связаны важные месторождения полезных иско­паемых.

Типы современных биогенных рифов и их распространение. Рифостроящими организмами в современную эпоху служат раз­ные группы: кораллы, мшанки, водоросли, серпулы. В геологи­ческом прошлом рифообразователями были, кроме того, архео­циаты, строматопоры и вымершие группы водорослей. Самыми характерными рифообразователями современности являются мадрепоровые кораллы. Они широко развиты в теплых, а особен­но в тропических морях, живут в мелкой и чистой воде при солености, почти не отклоняющейся от нормальной. Это определяет и распространение рифовых массивов на современном мор­ском дне.

Известно четыре основных типа рифовых массивов.

/. Береговые рифы, тянущиеся вдоль берега на небольшом от него расстоянии и в мелкой воде. Таковы, например, многие рифы, расположенные вдоль берегов Красного моря.

2. Площадные рифы, занимающие обширные плоские прост­ранства в мелком море. Примером служат обширные рифовые сооружения в морях Малайского архипелага, где они с давних времен служат причиной гибели судов.

3. Барьерные рифы, тянущиеся вдоль берегов и отходящие иногда от них на значительное расстояние (до 200 км). Между рифами и берегом могут быть глубины до нескольких сотен мет­ров.

4. Атоллы, располагающиеся в открытом океане в виде изо­лированных островов. Глубина моря вокруг них может дости­гать тысяч метров.

Так как рифостроящие организмы живут в мелкой воде, барь­ерные рифы и атоллы образуются только в результате медлен­ного опускания морского дна (или поднятия уровня воды в океа­не), которое происходило настолько медленно, что колонии успевали нарастать по мере опускания дна. Это впервые подроб­но объяснил Ч. Дарвин. Тектоническое опускание обеспечивает накопление рифовых комплексов значительной мощности. Сов­ременные рифы имеют мощность в сотни метров, а ископаемые иногда превосходят тысячу метров.

Состав и строение органогенных рифовых массивов. В круп­ных органогенных рифах можно выделить три основные части (рис. 39): остов рифа, его склон, обращенный к открытому мо­рю, внутреннюю лагуну. Кроме того, к рифовому комплексу иногда примыкает глубоководная область.

Остов рифа представляет собой сложное образование. При­крепленные колониальные организмы образуют скелет, или ос­тов, на котором формируются своеобразные биоценозы. Особен­но богат в них мир водных растений; они встречаются здесь в изобилии. Массами развиваются животные, питающиеся расте­ниями, а также хищники, поедающие этих животных. Здесь по­селяются известковые, зеленые, бурые и синезеленые водоросли, устрицы и другие двустворчатые моллюски, гастроподы, крупные донные фораминиферы, морские ежи и другие иглокожие, губки, крабы и другие ракообразные. Богато представлены черви и другие роющиеся в иле организмы, питающиеся гниющими орга­ническими веществами. Около среднего уровня приливов разви­вается богатая флора мангровых зарослей. Во время максималь­ных приливов они затопляются водой почти до вершин. На самых высоких, выступающих над водой ветвях гнездятся птицы. На осушенных участках селится наземная фауна и флора: насеко­мые, позвоночные, растут пальмы. Животные и растения селятся не беспорядочно, а в соответствии с условиями обитания. Суще­ствует зональность биоценозов, связанная с высотой над уров­нем моря. Выделяется зона, не затопляемая даже в самые высо­кие приливы (на них селится наземная фауна и флора); зона, периодически осушаемая при отливах (фауна обеднена, преоб­ладают водоросли, а также сверлящие животные, прячущиеся в норках во время отливов или крепко закрывающие на это время створки раковины, как некоторые устрицы); зона, располо­женная ниже уровня максимальных отливов; жизнь в этой зоне особенно богата, местами идет образование химических осадков (известковых оолитовых песков).

На поверхности рифов, поднимающейся выше уровня моря, широко развиты разнообразные обломочные накопления, форми­рующиеся из выбрасываемых волнами обломков рифа, и иногда эоловые дюны из кораллового песка.

Внешний склон рифа. На нем особенно сильно сказывается океанский прибой. Он отламывает большие куски от рифа, ока­тывает их и перетирает. Поэтому на внешнем склоне широко представлены разнообразные обломочные типы известняков — от нагромождения глыб, валунов, щебня и галечников до скоп­лений известкового песка и ила. Тонкий ил на внешнем склоне почти не осаждается, а выносится в более глубокие области, ко­торых волны уже не достигают. Прибой нагромождает на внеш­нем краю рифа валы, достигающие иногда нескольких метров высоты над максимальным уровнем прилива. Между обломками и на них самих поселяется разнообразная фауна. Одни ее пред­ставители крепко прирастают к грунту и этим защищаются от прибоя (некоторые устрицы, баланусы), другие высверливают норки в валунах или прячутся между ними (крабы). Промежут­ки между обломочными накоплениями, особенно на глубинах 5— 10 м от уровня наибольших отливов, заняты пышными колония­ми кораллов, развивающимися здесь особенно интенсивно и да­ющими прирост до 5 см в год.

На рифах о. Хайнань в Южно-Китайском море обломочные накопления в десятки раз превосходят объем растущего рифа. Сходные соотношения характерны и для погребенной части этих рифов, тело которых состоит, по свидетельству В. П. Зенковича (1962), из скоплений смещенных глыб, вторично сцементирован­ных мелкой коралловой крошкой.

Внутренняя лагуна располагается между рифом и берегом или внутри рифа. Ее осадки значительно отличаются от других осадков рифового комплекса. Хотя глубины образования этих осадков и незначительные, но сравнительно малая подвижность воды, защищенной от открытого океана рифовым телом, обес­печивает возможность накопления здесь довольно тонких илов. Это главным образом известковые илы, иногда обогащенные глинистым материалом и даже содержащие глинистые и песча­ные прослои, как принесенные с прилежащей суши, так и сбро­шенные в лагуну с разрушаемого прибоем рифа. Илы богаты органическими остатками. В лагуне встречаются колониальные поселения кораллов (правда, менее обильные и не такие разно­образные в видовом отношении, как в самом рифовом массиве), а также известковые водоросли (за исключением красных, для которых нужна очень подвижная вода). Для некоторых участ­ков лагун характерны мангровые заросли.

Интересные соотношения состава и количества организмов разных групп в рифовом массиве и в окаймленной им бухте при­водит М. Н. Хилл (Hill, 1963) для района Флориды на атланти­ческом побережье Северной Америки, причем состав организмов рифового комплекса там сильно обеднен по сравнению с корал­ловыми рифами Тихого и Индийского океанов. Сравнительному исследованию подверглись осадки фракции крупнее 7в мм в бух­те и в рифовой зоне (табл. 6).

Приведенные в таблице данные показывают, что в составе рифогенного комплекса основной рифостроящий организм (в данном случае кораллы) отнюдь не преобладает в количествен* ном отношении. В бухте наблюдается общее обеднение состава по сравнению с самим рифом, в ней преобладают моллюски, уменьшается роль водорослей, исчезают кораллы.

Глубоководная область примыкает к коралловым рифам и расположена иногда в непосредственной к ним близости. Так, у Большого Барьерного рифа Австралии глубины в 2000 ^распола­гаются иногда на расстоянии всего в несколько километров от его внешнего края. Сходные соотношения характерны и для ряда других рифовых массивов. Океанский склон рифов часто кру­той — 40—60°, а иногда и отвесный. Естественно, что на таких крутых склонах рыхлый обломочный материал удержаться не мо жет и накопление его идет только на океанском дне, где склон становится пологим. Там осаждается тонкий известковый мате­риал, в изобилии образующийся при размыве рифа у поверхно­сти. Господствующим в этой глубоководной области осадком оказывается тонкий известковый ил, в значительной мере обло­мочного происхождения. Накапливается он там в спокойной об­становке и может иметь тонкую горизонтальную слоистость. Органические остатки в нем представлены глубоководными фор­мами или планктонными организмами. Такие илы внешней части рифовых построек могут доходить до абиссальной области, где они незаметно сливаются с глубоководными собственно пелаги­ческими известковыми илами.

Происхождение органогенных рифовых массивов. Кораллы развиваются при нормальной или почти нормальной солености воды, средней годовой температуре не ниже 18° С (оптимально 23—25°С), на глубине до 50—60 м. Лучше всего они развивают­ся у нижней границы максимальных отливов на глубинах от 3 до 10 м в воде, лишенной значительной терригенной мути. Не­большая примесь терригенного материала им особого вреда не приносит, так как они могут движениями своих щупалец отго­нять засоряющие воду частицы. В таких же примерно условиях среды развивались колониальные рифостроящие кораллы и в прошлом. Другие рифостроящие организмы, как известковые водоросли, мшанки, серпулы, менее требовательны в отношении солености и температуры. Они могут успешно развиваться и присолености, пониженной против океанической, и не требуют тем­ператур тропических морей.