Фациальные признаки морских отложений

Фациальный анализ отложений бывших морских бассейнов позволяет наметить контуры этих бассейнов, а также выявить биономические зоны. Особенно важным является установление литорали, указывающей на береговую линию. Ниже приводятся характерные признаки всех биономических зон современных морских бассейнов, знание которых необходимо для восстановления аналогичных зон в ископаемых водоемах.

Литораль - зона аккумуляции прибрежных осадков, расположенная между уровнями прилива и отлива. По специфическому комплексу организмов она лучше выражена в умеренных зонах. Наибольший размах вертикальных отметок около 16 м. Характеризуется богатой растительностью. Для литорали характерно: периодическое осушение, наличие сильных движений воды, хорошая освещенность, осадки весьма разнообразны и находятся в прямой зависимости от рельефа прилегающей суши и климата.

Для литорали характерны терригенные осадки – галечники и пески, реже глины и органогенные известняки.

Галечники практически немые и мало известны вдоль берегов эпиконтинентальных морей. Пески зоны прибоя характеризуются косой слоистостью, скоплением битой и окатанной ракушки, отсутствием илистых прослоев (в связи с постоянным перемывом материала). Глины, развитые в защищенных от волнения и прибоя местах, имеют малую мощность, плохо сортированные (нередки песчаные и гравийные зерна), обычно битуминозные.

Литоральные органогенные породы чаще представлены известняками-ракушняками, состоящими из обработанной волнами, часто битой разнообразной ракушки. Коралловые, мшанковые, водорослевые известняки слагают береговые рифы на небольших глубинах в зоне интенсивного движения воды.

На поверхности осадка в литорали часто встречаются следы капель дождя, ползанья и беганья различных, в том числе и наземных, животных, трещины и многоугольники высыхания. Встречаются следы жизнедеятельности роющих организмов, обитающих на литорали: норы морских раков, червей-пескожилов, двустворок и беззамковых брахиопод; норки камнеточащих двустворок; следы наземных позвоночных и птиц, оставленные на мягком грунте во время отлива.

Одним из биономических признаков литорали является наличие в осадках скелетов наземных форм совместно с морскими.

Сублитораль — зона в пределах шельфа от нулевых отметок до 200 м. Ширина этой зоны зависит от ширины шельфа. Сублитораль может быть разделена на две части: верхнюю (освещенную) с колониальными кораллами, известковыми и другими водорослями и нижнюю (слабо освещенную) с бедной растительностью.

В сублиторальной зоне аккумуляции осадков широко развиты терригенные отложения, представленные песками и глинами. Галечники редки; обычно это скопления неподвижной гальки с песчаным или илистым заполнителем. Пески распространены значительно шире, обычно умеренной мощности, с параллельной слоистостью, мелкозернистые. Глины распространены очень широко, параллельную слоистость. В верхах зоны они обычно песчанистые, в нижней части — известковистые. В отдельных впадинах или даже в обширных бассейнах, расположенных над погруженными частями шельфа (глубже 100 м), при отсутствии донных течений, накапливаются темные илы, обогащенные органическим веществом, кремнеземом и карбонатом кальция. Для подобных отложений характерно наличие глауконита и пирита. Известняки как биогенного, так и хемогенного происхождения.

Для сублиторали характерны такие биономические признаки, как обилие ископаемых остатков организмов, принадлежащих разным типам животного царства, сравнительно хорошая сохранность скелетов, наличие остатков различных известковых водорослей (зеленых и красных).

Литораль и сублитораль соответствуют мелкой части шельфа.

Псевдоабиссаль — зона в пределах шельфа от глубин 200 до 500 м; развита спорадически. Характерно смешение тонких терригенных и пелагических осадков (образование гемипелагических илов), а также обедненный состав донной фауны и ее относительно глубоководный облик: тонкостенные раковины у моллюсков и других донных организмов, наличие в осадках раковин планктонных фораминифер и прочих организмов.

Батиаль — зона, приуроченная к материковому склону от глубины 500 до 3000 м. Населена относительно бедной и специфической фауной. Батиальные осадки отличаются тонким составом; илы часто имеют темный цвет, обусловленный рассеянным органическим веществом или пиритом. Иногда это зона денудации, перемещения осадков, действия мутьевых потоков.

В качестве примера дадим пример фациального анализа разреза по скв. 2 (табл. 2.2.).

В составе 1 слоя принимают участие аргиллиты и глинистые известняки с остатками брахиопод, слоистость их параллельная. Указанные типы пород могут образовываться в разных фациальных условиях – из речных, озерных и морских карбонатно-глинистых осадков. Параллельная слоистость характерна для озерных и сравнительно глубоководных морских осадков. Брахиоподы чаще обитают в сублиторальных и псевдоабиссальных биономических зонах моря. Следовательно, по совокупности косвенных признаков породы слоя 1 вероятнее всего формировались в условиях псевдоабиссальной зоны морского бассейна (табл. 2.2.).

Слой 2 сложен массивными светло-серыми известняками с прослоями аргиллитов, содержащими остатки редких гониатитов. В палеозойскую эру гониатиты обитали на сравнительно небольшой глубине (мелкий шельф) в заливах и бухтах со спокойной водой. Поэтому можно предположить, что породы слоя 2 образовались в условиях сублиторали (табл. 2.2.).

По такой же методике проводится анализ всех остальных слоев разреза.

Анализ колебательных движений земной коры в районе исходного разреза проводится путем построения палеогеографической и палеотектонической кривых по данным матрицы табл. 2.2. Методика построения кривых изложена в учебном пособии [1] на стр. 36-38.

Для построения палеогеографической кривой (рис. 2.1.) на оси абсцисс откладывается время в произвольном масштабе в виде отрезков равной длины, отвечающих каждому геохронологическому подразделению той части шкалы (приложения 5-6), которая соответствует времени формирования осадков исходного разреза. При этом необходимо учитывать, что время течет непрерывно и какие-либо отрезки временной шкалы не должны быть пропущены. Эти данные берутся из стратиграфической колонки по исходной скважине (лабораторная работа 1).

По оси ординат указываются разные области осадконакопления в соот-ветствии с матрицей фациальных признаков (табл. 2.2.). Условными точками отмечаются места пересечения столбца, отвечающего времени формирования каждого слоя, со строкой, соответствующей области формирования осадков этого слоя. Кривая, соединяющая последовательно эти точки, и будет палеогеографической кривой (рис. 2.1.).

Поскольку тектонические движения не всегда приводят к изменению палеогеографической обстановки, для выяснения истинной картины вертикальных движений в исходной точке земной коры необходимо учитывать мощность осадков разного возраста. Это достигается путем построения палеотектонической кривой.

Она строится, исходя из следующих допущений:

Таблица 2.2.

Фациальные условия образования пород по скв. 26

Номер слоя, основные разновидности пород и их диагностические признаки	Низменная суша (континентальные фации)	Прибрежная суша (лагунные фации)	Моря, океаны (морские фации)
			Лито-раль	Субли-тораль	Псевдо-абиссаль	Бати-аль
1. Аргиллиты, глинистые известняки, слоистость параллельная, брахиоподы (p. Ladogia)	+ +	+ + +		+ + + +	[+] [+] [+] [+]	+ + +
2. Известняки массивные светло-серые, прослои аргиллитов, редкие гониатиты	+ +	+ + +	+ + (+)	+ + + +	+ + +	+ +
3. Известняки коралловые, прослои аргиллитов, брахиоподы (p. Goniatites)	+	+	(+) (+) (+) (+)	+ [+] + +	+ + + +	+ +
4. Аргиллиты серые битуминозные, пиритизированные, прослои известняков, редко кораллы (p. Caninia)	+ (+) (+) (+)	+ [+] [+] +	+ + +	+ + [+]	+ + +	+ + + +
5. Песчаники известковистые косослоистые, остатки растений и простейших (р. Triticites)	+ + + [+] +	+ + + [+] (+)	+ + + +	+ + + +	(+) +	+
6. Каменная и калийная соль, прослои гипса, красных песчаников	+ +	[+] [+] [+] + +	+	+
7. Песчаники аркозовые косослоистые красновато-бурые, красные аргиллиты, остатки растений, асимметричные знаки ряби, аммоноидеи (p.Сеrаtites)	+ + [+] + + +	+ + + + + +	+ + + + + +	+ + + + +	+	+
8. Песчаники с прослоями аргиллитов и каменной соли	+ +	+ + [+]	+ +	+ +	+
9. Аргиллиты, известняки оолитовые, остатки растений, аммоноидеи (р.Arietites),.	(+) + [+] +	+ + + +	+ + + +	+ + + +	+ +	+ +

Примечание: в квадратных скобках указаны типоморфные породы и признаки для данной области

осадконакопления, в круглых скобках – редко встречающиеся признаки.

• мощность осадков на начало формирования разреза считается равной нулю, т.е. в начальный момент осадконакопления палеогеографическая и палеотектоническая кривые имеют одну общую точку О;

• величина опускания дна бассейна осадконакопления в каждый отрезок времени принимается равной мощности осадков этого возраста, а общая амплитуда опускания на конец каждого отрезка времени соответствует сумме мощностей всех слоев разреза, сформировавшихся к этому моменту времени.

С учетом этих допущений техника построения палеотектонической кривой сводится к следующему.

Вдоль вертикальных линий, разграничивающих разные геохронологические подразделения, от палеогеографической кривой, отражающей поверх-ность осадконакопления, необходимо в принятом масштабе отложить вниз суммарную мощность всех предшествующих слоев разреза, сформировавшихся к этому времени. В конце первого интервала времени откладывается мощность нижнего слоя, в конце каждого следующего интервала времени мощность осадков этого возраста суммируется с мощностью нижележащих слоев, а для последнего отрезка времени (для исходного разреза) от палеогеографической кривой откладывается мощность всего разреза.

Масштаб палеотектонической кривой выбирается в зависимости от суммарной мощности всего исходного разреза в целом с расчетом, чтобы весь рисунок поместился на стандартных листах бумаги формата А 4 или А 3.

Если мощности осадков небольшие, палеотектоническая кривая будет в целом повторять палеогеографическую кривую, в противном случае они будут значительно расходиться.

В пояснительной записке дается описание палеогеографических условий и характера колебательных движений земной коры в период осадконакопления на основе анализа палеогеографической и палеотектонической кривых.

В качестве примера дадим описание результатов анализа палеогеографической и палеотектонической кривых по скв. 26.

В начале франского века девонского периода на изученной территории сущестовал мелководный морской бассейн, в котором отлагались осадки псевдоабиссальных фаций.

Начиная с фаменского времени девонского периода и в течение всего каменноугольного периода, происходила регрессия моря в условиях стабильного положения дна бассейна. На это указывает воздымание палеогеографической кривой и субгоризонтальное положение палеотектонической кривой (рис. 2.1.). Регрессия моря проявляется в смене фаций осадков в разрезе: псевдоабиссальные осадки франского времени сменились сублиторальными фациями фаменского возраста, а затем литоральными осадками раннего карбона, лагунными осадками среднего карбона и континентальными отложениями позднего карбона.

Отсутствие в разрезе пород пермского возраста свидетельствует о поднятии земной коры и перерыве в осадконакоплении в это время – в течение

пермского периода на территории господствовала высокая суша, происходил размыв палеозойских осадков.

В течение триасового периода и ранней эпохи юрского периода на изученной территории в целом происходило опускание земной коры, на фоне которого временами (в среднем триасе) отрицательный знак движения сменялся на положительный. В триасе сформировалась низменная аккумулятивная суша с водоемами озерного или лагунного характера, о чем свидетельствует фациальный состав триасовых отложений.

В раннеюрское время за счет дальнейшего опускания земной коры произошла трансгрессия моря, и на изученной территории формировались литоральные морские осадки.

Таким образом, в период с позднего девона до ранней юры на изученной территории фиксируется полный седиментационный цикл, включающий позднепалеозойскую регрессию и раннемезозойскую трансгрессию моря.