Седиментология

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

пределах формируются врезанные долины (рис. 11.4), по которым обломочный материал транспортируется в глубоководные участки морского бассейна.

Следы таких проносов в виде эрозионных форм хорошо картируются по сейсмическим данным (рис. 11.5).

Подводные конусы выноса представляют собой конструктивные образования, размер и морфология которых зависит от многих факторов. Основными элементами конуса выноса являются следующие:

-одно или несколько питающих русел;

-оползневой уступ;

-скопления отложений обломочных потоков;

-намывные валы;

-лопасти, формирующиеся на окончании русел и потоков;

-области между лопастевых выносов.

По морфологии глубоководные конусы выноса подразделяются на два типа: радиальные и вытянутые. Первые имеют типичную веерообразную форму, образующуюся вокруг единичного питающего канала или русла; к ним относятся, например, конуса выноса, развитые на западном побережье Северной Америки; их слагают преимущественно песчаные осадки.

Вытянутые конусы протягиваются в продольном направлении и, как правило, ориентированы перпендикулярно к питающим окраинам; чаще всего они имеют несколько русел. По сравнению с радиальными конусами, в них больше глинистого материала. Примерами вытянутых конусов выноса в океанических впадинах являются конусы выноса, образованные крупнейшими реками мира – Миссисипи, Амазонкой, Конго, Св.Лаврентия, Роной, Нилом и др.

В зависимости от условий развития этих долин, осадки FSST могут образовывать различные по морфологии и размерам осадочные тела (рис. 11.6).

Рис. 11.6. ТИПЫ СИСТЕМНЫХ ТРАКТОВ ПАДЕНИЯ УРОВНЯ МОРЯ.

Во время стабилизации падения уровня моря и в начале его подъема формируется тракт низкого стояния или нижний системный тракт (LST). На теоретической кривой изменения ОУМ ему отвечает отрезок времени от t16 до t21(рис. 11.8 А). Увеличение аккомодационного пространства в течение этого времени (рис. 11.8 Б) приводит к образованию агградирующего комплекса отложений прибрежного клина низкого стояния. Иногда (особенно это характерно для бассейнов с крутыми склонами) в начале подъема

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ОУМ здесь могут развиваться склоновые конусы выноса. Но прилегающая к глубоководному бассейну часть шельфа в это время остается еще осушенной.

С началом быстрого повышения относительного уровня моря (рис. 11.9), фиксируемого первой трансгрессивной поверхностью, происходит накопление ретроградирующего комплекса морских и прибрежно-морских осадков, которые объединены в трансгрессивный системный тракт (TST). Его верхней границей считается поверхность максимального морского затопления (mfs).

По мере затопления шельфа береговая линия отступает, и осадки трансгрессивного системного тракта последовательно перекрывают размытые породы FSST, LST, HST. Быстрое повышение уровня воды приводит к заполнению врезанных долин аллювиальными осадками; по мере дальнейшего повышения уровня на их месте образуются эстуарии. Удаленные от источников сноса более глубоководные части морского бассейна начинают испытывать недостаток поступления осадочного материала, что приводит к образованию конденсированных разрезов.

Эта ситуация продолжается до тех пор, пока скорость повышения относительного уровня моря не начинает замедляться. Это замедление вызывает, как уже было рассмотрено ранее, уменьшение прироста аккомодационного пространства, необходимого для размещения сносимого с континента осадка. Начинается нормальная регрессия, определяющая проградационный характер строения накапливающихся отложений, выделяемых как тракт высокого стояния или верхний системный тракт (HST).

На рис. 11.10 показано образование этого тракта, отвечающее на теоретической кривой изменения ОУМ фазе замедления скорости поднятия ОУМ. Уменьшение аккомодационного пространства в течение времени t0-t7 (рис. 11.10 Б) вызывает смещение береговой линии в сторону моря. Правая сторона этого рисунка показывает комплекс осадков, накопившихся в каждом временном интервале. Обратите внимание, что в данном случае уменьшение аккомодационного пространства в удаленных областях приводит к переходу от агградационного к проградационному накоплению осадков.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Формирование границ секвенций иллюстрирует рис. 11.11. Парадоксально, но этот процесс начинается практически одновременно с максимальным затоплением! Правда, лишь в самых «прибереговых» участках акватории.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 11.11. ФОРМИРОВАНИЕ ГРАНИЦ СЕКВЕНЦИЙ.

А – теоретическая кривая изменения ОУМ; t0 – начало формирования границы секвенции; t0 - t7 - нормальная регрессия; t7 - t16 - форсированная регрессия; t16 – последняя точка, когда образуются врезы на шельфе . Б – геометрия, особенности и характеристика границы вдоль берега с крутым внешним склоном шельфа. В - хроностратиграфическая диаграмма от t0 - t 22 иллюстрирует время, отвечающее этапу формирования поверхности несогласия, т.е. границе секвенции (закрашено розовым), а также соотношение во времени несогласных поверхностей и поверхностей

коррелятивного согласия.

Поскольку изменения уровня Мирового океана происходят циклично, то каждый из этих циклов отвечает за архитектуру секвенции того или иного ранга (рис. 11.12).

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Билет №6

1-Основные обстановки обломочного осадконакопления?

Во-первых, что такое «обстановка осадконакопления»? Существует множество определений этого понятия, но ни одно из них не является общепринятым. Как правило, в зарубежной геологической литературе под обстановкой осадконакопления понимается (с различными вариациями) геоморфологическая единица, которая по своим физическим, химическим и биологическим характеристикам отличается от сопредельных пространств (Twenhofel, 1950; Shepard & Moore, 1955; Селли, 1989). При этом масштабы геоморфологической единицы не принимаются в расчет. Так, «на равных» выделяются континентальная обстановка и обстановка меандрирующей реки; морская обстановка и обстановка рифов, что вряд ли является логичным.

Чтобы избежать такой ситуации, введем следующие иерархические понятия: Среда осадконакопления: континентальная, морская и прибрежно-морская (или переходная). Каждая из них объединяет ряд развитых только в ее пределах обстановок

осадконакопления (рис. 2.1). Так, континентальная среда включает аллювиальные, эоловые, ледниковые, озерные, болотные и т.д. обстановки; прибрежно-морская - дельтовые, приливно-отливные, пляжевые, барьерных островов и лагун….; морская - сублиторальные, пелагические, гемипелагические… обстановки. Для характеристики уже их строения мы будем использовать термины «фациальные комплексы»* → «фации»**.

* Фациальный комплекс – группы фаций, встречающиеся вместе и по условиям седиментации связанные между собой (Рединг, 1990).

** Фация – обстановка осадконакопления, овеществленная в осадке или породе (Логвиненко, 1977).

Песчаные осадки, в которых в процессе литогенеза могут формироваться коллекторы нефти и газа, в этих обстановках распространены неравномерно. По мнению ряда авторов (Петтиджон и др., 1976), аллювиально-дельтовые пески являются наиболее распространенными в геологических разрезах, слагая до 50% их общего объема. Пески, накопление которых происходило в глубоководных областях, составляют около 30%. На все остальные обстановки осадконакопления приходится лишь 20% всех древних песков.

Рис. 2.1. ОСНОВНЫЕ СРЕДЫ И ОБСТАНОВКИ ОБЛОМОЧНОГО ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ (Hentz et al., 1997, с изменениями)

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Среди обстановок континентальных сред осадконакопления остановимся лишь на тех, с которыми связаны наибольшие масштабы накопления песчаного материала.

Аллювиальные конуса выноса

Аллювиальным конусом выноса называется скопление обломочного материала, принесенного потоком, имеющего форму конуса выноса и простирающегося веерообразно от выхода питающей долины (Седиментология, 1980).

Аллювиальные конуса выноса представляют собой крупномасштабные структуры, образующиеся там, где река или гравитационный поток выходят из тесной долины во впадину .Отсутствие ограничений влечет за собой расширение потока по горизонтали, что, в свою очередь, вызывает падение скорости движения потока и выпадение из него осадков. Этот процесс аналогичен уменьшению наклона поверхности, по которой движется поток, что также вызывает падение скорости и осаждение материала. Обширные конуса выноса образуются у подножия гор, где они, соединяясь друг с другом, образуют предгорные насыпи.

Впадины, в которых образуются конуса выноса, очень разнообразны. Это могут быть аллювиальные равнины или долины, бессточные водосборные впадины (озера) и моря.

Аллювиальный конус выноса включает основное русло, по которому движется поток обломков , и сам конус, состоящий из обломочного материала, прорезанный каналами. Распределение осадков в конусе обеспечивается осадочной дифференциацией: в его проксимальной части преобладают самые грубозернистые разности, в дистальных частях – в составе осадков роль грубообломочных разностей минимальна. Так, в аллювиальном конусе выноса, встреченном в докембрийских песчаниках Ван-Хорн в шт.Техас (рис. 2.4), в его проксимальной части преобладают конгломераты с валунами, размер которых достигает 1 м. В срединной зоне конгломераты переслаиваются с галечными песчаниками, а в дистальной – развиты песчаники с однонаправленной и мульдообразной косой слоистостью. Постепенные изменения от проксимальной к дистальной зоне происходит на расстоянии 30-40 км (Обстановки…,1990).

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 2.4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКОВ В АЛЛЮВИАЛЬНОМ КОНУСЕ ВЫНОСА (McGowen, Groat, 1971)

Современные конуса выноса характеризуются некоторыми особенностями строения, знание которых помогает распознавать их в древних отложениях. Это:

-линзовидное строение осадочного тела, обусловленное скоплением осадков большой мощности, выклинивающихся в направлении, согласном с направлением транспортировки;

-наличие в разрезе осадков, характерных для многорусловых рек и глинистых стоков;

-большая доля в составе осадков грубозернистых разностей;

-наличие в вертикальном разрезе попеременного залегания пластов различной мощности, которые слагает неодинаковый по размерам и степени сортировки зернистый материал;

-веерообразное распределение направлений транспортировки;

-парагенезы грубообломочных русловых осадков с осадками аллювиальных равнин

и озер.

Типичный пример разреза аллювиального конуса выноса иллюстрирует.

Аллювиальные равнины

Одними из наиболее значительных областей накопления осадочного материала на континенте являются аллювиальные равнины, по которым текут реки. Мощные водные потоки рек, расчленяющие огромные пространства суши, производят значительную эрозионную, переносную и аккумулятивную деятельность. Это наиболее динамические системы, преобразующие рельеф. Интенсивность работы рек определяется их кинетической энергией, зависящей от массы воды и скорости течения, в свою очередь, являющейся производной главным образом уклона поверхности. Наибольшие скорости наблюдаются в приповерхностной части потока на стрежне, меньше у берегов и в

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

придонной части, где поток испытывает трение о породы, слагающие русло. Вдоль реки скорость течения также меняется, что связано с наличием перекатов и плёсов, нарушающих равномерность уклона.

Формирование речной долины связано с двумя типами эрозии. Первая из них донная, или глубинная, она обусловливает врезание речного потока в глубину; вторая - боковая, ведущая к подмыву берегов и в целом к расширению долины.

Соотношение донной и боковой эрозии изменяется на разных стадиях развития долины реки. В начальных стадиях развития реки преобладает донная эрозия, которая стремится выработать профиль равновесия применительно к базису эрозии - уровню бассейна, куда она впадает. Именно базис эрозии определяет особенности развития всей речной системы - главной реки с ее притоками разных порядков. Первоначальный профиль, на котором закладывается река, обладает определенным рельефом, обусловленным различными литологическими, климатическими и(или) тектоническими характеристиками участка земной коры, по которому протекает река. В процессе эрозии река, углубляя свое русло, стремится преодолеть различные неровности, которые со временем сглаживаются, и постепенно вырабатывается более плавная (вогнутая) кривая, или профиль равновесия реки*.

*Профиль равновесия реки - продольный профиль русла, выработанный рекой при стабильном базисе эрозии. Понятие «профиль равновесия реки» условное, имеет преимущественно теоретическое значение как предельная форма профиля, к которому стремится река (ЭС, 2009).

По мере выработки профиля равновесия и уменьшения уклонов русла донная эрозия постепенно ослабевает и все больше начинает сказываться боковая эрозия, направленная на подмыв берегов и расширение долины. Наиболее активно этот процесс проявляется в периоды половодий. Возникающие вихревые движения воды в придонном слое способствуют активному размыву дна в стрежневой части русла, и часть донных наносов выносится к берегу. Накопление наносов приводит к искажению формы поперечного сечения русла, нарушается прямолинейность потока, в результате чего стрежень потока смещается к одному из берегов. Начинается усиленный подмыв одного берега и накопление наносов на другом.

Определяющее свойство любой речной сети – однонаправленное течение воды, за счет чего река переносит обломочный материал исключительно вниз по течению. Большая часть этого материала транспортируется с континента в океаны, моря и озера, но какое-то количество отлагается и на путях переноса. Соотношение количества отлагаемого и переносимого осадка во многом зависит от типа реки.

С физико-географической точки зрения различаются четыре типа рек (а вернее, четыре типа участков рек): это прямолинейные, меандрирующие (извилистые), разветвленные и ветвящиеся (анастомирующие) реки. В плане они различаются формой русел и распределением песчаного и алевро-глинистого материала (рис. 2.6).

Прямолинейным рекам свойственны русла незначительной извилистости на расстоянии, сильно превышающем их длину. Они текут по одному руслу, вдоль которого тянутся узкие прибрежные отмели (побочни), расположенные то у одного, то у другого берега. Такие реки встречаются достаточно редко и приурочены, как правило, к участкам с выраженным наклоном поверхности. Обычно прямолинейные реки переносят осадки в виде твердого донного стока, в структуре которых преобладают относительно крупнозернистые фракции (гравий и песок).

Меандрирующие* реки также текут по одному руслу, но они имеют сильную извилистость и хорошо развитую пойму (рис. 2.7). Меандрирование рек происходит чаще всего в областях с незначительным уклоном поверхности. Значительная часть осадочного материала такими реками переносится во взвешенном состоянии.

Образование меандр происходит следующим образом. В результате действия боковой эрозии, один подмываемый берег становится обрывистым и постоянно отступает, увеличивая крутизну изгиба, а на другом берегу происходит постепенное наращивание прирусловой отмели. Постепенное смещение подмываемых вогнутых берегов и

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

наращивание русловых отмелей у выпуклых берегов приводит, в конце концов, к образованию крупных излучин (меандр). В результате последовательного развития речной долины происходят значительное расширение площади русловых аллювиальных отложений и образование низкого намываемого берега, который начинает заливаться только в половодье.

*Излучины, образующиеся при наращивании русловых отмелей, были названы меандрами по азиатской реке Меандр

Русло находится в пределах пояса меандрирования, который представляет собой сложную систему активных и отмерших русел и разделяющих их пойменных участков (рис. 2.8). В пределах этого пояса наиболее активно накопление осадочного материала происходит вблизи активного русла. Во время паводка берег русла прорывается, что может привести к смене направления течения. Многократно повторяясь, этот процесс за достаточно короткое время может привести к перемещению меандрирующего русла на большие расстояния. Так, на рис. 2.9 показано изменение положения основного русла реки Меймор, произошедшее за 13 лет.

Русло меандрирующей реки ограничено берегами, внешний из них – вогнутый, обычно размываемый; а на внутреннем – выпуклом берегу, отлагается осадочный материал, образуя песчаные береговые гряды и прирусловые валы.

Еще одна область накопления песка – это меандровые петли (рис. 2.11), в которых формируются песчаные косы (pointbar). Вертикальный разрез кос сложен последовательностью осадков, наиболее грубозернистые из которых, лежащие на почти горизонтальной поверхности размыва, расположены в основании косы (рис. 2.12). Вверх по разрезу структура осадков становится все более мелкозернистой. В верхней части косы грубая косая слоистость переходит в тонкую косую слоистость со знаками ряби, а затем и горизонтальную слоистость.

Толщина всего разреза косы сравнима с глубиной вреза, а количество и распространенность различных текстур контролируются размерами и изогнутостью русла в петле.

Меандрирующие реки имеют широкую пойму, в пределах которой накапливается различный по составу и структуре осадок.

Для разветвленных рек (рис. 2.15, 2.16) характерно смещение слабо извилистых потоков, между которыми расположены песчаные отмели и острова (осередки); вдоль берегов развиты прибрежные отмели – побочни. Русла перегружены осадочным материалом, что обусловлено высокими скоростями осаждения обломочного материала. Поймы не выражены из-за непрерывного перемещения песчаных кос.

К ветвящимся (анастомирующим) рекам (рис. 2.17, 2.18) относятся реки, состоящие из системы ветвящихся рукавов, длина отрезков которых во много раз превосходит ширину русла. Их развитие связывается с участками, имеющими очень малый уклон поверхности; как правило, они встречаются на заболоченных участках. Русла таких рек обычно ограничены устойчивыми берегами, закрепленными растительностью, а их характерной особенностью является преимущественно тонкодисперсная структура транспортируемого материала.

Общая классификация современных речных осадков была создана Дж. Алленом (рис. 2.19).

В составе древних аллювиальных отложений практически всеми исследователями выделяются генетически связанные друг с другом русловые и пойменные фации. Исходя из схемы подразделения аллювия на фации, предложенной В.С.Муромцевым (1984), в разрезе аллювиального комплекса могут быть выделены следующие фации:

-песчаная фация русел;

-песчано-алевритовая фация внешней поймы;

-алевро-глинистая фация внутренней поймы.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Их строение рассмотрим на примере разреза меловых отложений одного из месторождений Западной Сибири. Фацию русел (рис. 2.20, 2.21) здесь объединяют отложения стрежня (наиболее грубозернистые породы в основании пачки), пристрежневой части (крупно-среднезернистые песчаники с крупной однонаправленной косой слоистостью) и прирусловых отмелей (средне-мелкозернистые песчаники с косой однонаправленной слоистостью, сменяющиеся вверх по разрезу мелкозернистыми песчаниками со слоистостью мелкой ряби). Толщины русловых фаций в разрезах скважин составляют 20-25 м.

2-Характеристика секвенций и их элементов (парасеквенций, системных трактов)?

Стратиграфия секвенций (секвенс-стратиграфия, секвентная стратиграфия, Sequence Stratigraphy) представляет собой геологическую дисциплину, которая изучает внешнюю форму, внутреннее строение и закономерности формирования осадочных тел, образующихся при колебаниях уровня воды в бассейне седиментации. В современном виде эта дисциплина оформилась к концу семидесятых – началу восьмидесятых годов прошлого века, когда американские ученые при поддержке нефтяной компании Exxon начали разрабатывать концепцию научного подхода к геологической интерпретации сейсмических данных для прогноза морфологии, структуры и свойств нефтегазопоисковых объектов.

Всеквенс-стратиграфии можно выделить два основных направления.

1.Событийная стратиграфия; она базируется на допущении о существовании глобальных колебаний уровня Мирового океана, поэтому может служить основой для хроностратиграфической корреляции. Однако это направление вызывает наибольшие споры, поскольку основной постулат – единовременные глобальные изменения уровня Мирового океана – имеет слабое теоретическое обоснование.

2.Познание закономерностей формирования и строения геологических тел, образование которых связано с изменением относительного уровня моря в бассейне седиментации независимо от того, какими причинами оно было вызвано.

Стратиграфия секвенций представляет интеграцию различных дисциплин и различных типов данных (рис. 10.1):

 сейсмических  промыслово-геофизических

 биостратиграфических