6. Методы определения рельефа дна и глубин древних водоемов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЛЬЕФА ДНА. Наиболее показательными признаками существования погребенного рельефа и в рассматриваемом случае являются полнота разрезов, притыкание (прислонение) или первичный наклон слоев. Однако при реконструкции рельефа, существовавшего на поверхности накапливавшихся осадков, могут использоваться дополнительные методы. Очень показательным примером существования крупных неровностей в рельефе морского дна являются рифовые комплексы, нередко образующие по внешнему краю рифа громадные шлейфы обломочных известняков с наклоном поверхности 30— 40° и даже более. Показателем наличия понижений дна древних водоемов являются признаки, указывающие на существование условий застойного режима придонных вод, приводившего к нарушению нормального газового режима. В таких условиях происходят исчезновение в иловых и придонных водах кислорода и заражение их углекислым газом, а иногда и сероводородом. В осадках исчезает донная фауна, начинают возникать выделения сульфидов. Например, они наблюдаются на громадных территориях Черного моря, а также часто в озерах и фиордах. При выявлении древнего рельефа дна водоемов важно выяснить направление движения подводных оползаний осадков. Оползания всегда идут вниз по уклону поверхности дна. Напротив, осадки, отложенные из мутьевых потоков, свидетельствуют о существовании на месте их захоронения пониженных участков древнего подводного рельефа.

Положительные и отрицательные формы рельефа дна в водоеме определяют сопряженное изменение его глубин. Поэтому реконструкция рельефа дна и выяснение глубин накопления в них осадков представляют собой неразрывно связанные проблемы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИН. Установление глубин древних водоемов – очень сложная задача, однозначное решение которой часто невозможно. Так, иногда полагают, что поскольку нередко карбонатные отложения накапливаются на некотором удалении от области сноса, замещаясь вблизи от нее глинистыми и обломочными, то они являются показателями относительной глубоководности древних бассейнов. Но в действительности могут быть и другие пространственные соотношения осадков.

Смена обломочных отложений при удалении от области сноса карбонатными отмечается обычно лишь при достаточной расчлененности суши и в обстановке гумидного климата. Вблизи же от выровненной области сноса в аридном климате может, напротив, происходить формирование карбонатных отложений у самого берега в крайнем мелководье, а на больших глубинах— замещение их терригенным материалом.

При определении глубин древних водоемов всегда надо основываться на анализе комплекса данных, в частности, учитывать следующие особенности отложений.

1, Изменение по площади размера частиц обломочных отложений. В общем случае грубозернистость пород является показателем мелководности осадконакопления. Так, современные галечники обычно образуются на глубинах не более 10—15 м, а сортированные пески — не глубже нескольких десятков метров. Подвижность вод в значительной мере зависит от размеров бассейнов. Поэтому в водоемах разной величины часто положение нижней границы одноименных гранулометрических типов осадков существенно различается. Так, алевриты на океаническом шельфе обычно начинают отлагаться с глубины 75—100, в Черном море — с 15—25, в Аральском — с 5—10, а в Балхаше—с 2—3 м.

Общая закономерность, заключающаяся в том, что в каждом бассейне зернистость отложений уменьшается с увеличением глубины, может нарушаться в зависимости от ряда обстоятельств. Может нарушать эту закономерность и развитие мутьевых потоков и подводно-оползневых процессов, благодаря действию которых на значительных, вплоть до максимальных, глубинах отлагаются относительно грубые и неотсортированные осадки.

Существенное воздействие на характер распределения осадков разной зернистости по дну водоема могут оказывать и впадающие в него реки. Так, многоводные равнинные реки могут выносить и отлагать вблизи от своего впадения большое количество тонкозернистого материала, тем самым создавая зону тонкозернистых осадков внутри области распространения несколько более крупнозернистых осадков, характерных для шельфовой зоны

Напротив, вынос материала горными реками обычно приводит к возникновению зон более грубых осадков среди относительно тонкозернистых. Таким образом, оценивать изменение глубин древних водоемов по их площади на основании изменения зернистости отложений следует с большой осторожностью и с обязательным привлечением других данных.

2. Органические остатки. Многие организмы в настоящее время обитают на вполне определенных глубинах. Так, наличие остатков донных водорослей является показателем мелководных условий, поскольку фотосинтезирующие водоросли обычно обитают лишь на глубинах, не превышающих 50—70 м. О подвижных условиях водной среды, а следовательно, о мелководных обстановках свидетельствует распространение остатков, прирастающих или обладающих массивной раковиной моллюсков. С увеличением же глубины донные организмы с прочными скелетными образованиями обычно исчезают и общее количество остатков или следов деятельности организмов уменьшается. Однако обеднение донной фауны вплоть до ее исчезновения может вызываться и другими причинами: ненормальной соленостью вод, нарушением газового режима и т. п.

3. Текстурные признаки. В большинстве случаев текстурные особенности пород, позволяющие судить о глубинах накопления отложений, являются показателями крайнего мелководья, в условиях которого происходит частое осушение поверхности осадков. К ним относятся разнообразные трещины высыхания, остатки корневой системы водных растений типа мангровых, слепки стволиков тростника, отпечатки дождевых капель и кристаллов льда, наличие волноприбойных знаков, отпечатков следов наземных и земноводных животных и птиц, следы царапания дна плавающими предметами и т. п. Хорошим показателем мелководья являются оолитовые известняки, чистые разности которых образуются обычно на глубинах не более 10—15 м.

4. Характер фациальных замещений. Четкие и относительно устойчиво сохраняющие свое положение по разрезу границы между фациальными комплексами и сопряженное изменение состава отложений и их мощностей указывают на существование в эпоху осадконакопления участков бассейна со значительно различающимися глубинами. Напротив, более постепенные, клиновидно внедряющиеся друг в друга замещения одних осадков другими (что проявляется в разрезах в чередовании соответствующих осадков) более характерны для мелководных условий и для выровненного дна.

5. Распространение глыбовых горизонтов, экзотических глыб, подводных оползней. Все эти особенности, отмечаемые иногда в осадочных толщах, указывают на существование значительных (не менее 1,5—2°) уклонов дна бассейнов.

6. Данные о палеотемпературах. В настоящее время существуют методы определения температуры воды в древних водоемах на основе изучения изотопного или химического состава карбонатного материала раковин ископаемых организмов или самой породы. Поскольку температура воды водоемов с глубиной обычно понижается, то по изменению по площади разницы температур образования вещества раковинок планктонных организмов и донных (или самой вмещающей породы) можно судить об изменении относительных глубин соответствующего водоема.