книги из ГПНТБ / Борголов И.Б. Геология с основами минералогии и петрографии учеб. пособие для студентов с.-х. вузов, обучающихся по специальности агрономия, агрохимия и почвоведение

Рис. 31. Гипсографическая кривая Земли. А — морской берег; Б — шельф; В — материковый склон; Г — ложе Мирового океана; Д — глубоководные впадины.

мает площадь около 7,6% общей поверхности Мирового океа­ на и представляет собой подводную окраину материков, по­ груженную под воду. Ширина шельфа вдоль равнинных бере­ гов достигает 400—600 км, в то время как вдоль молодых горных сооружений его ширина не превышает нескольких десятков километров. Самая прибрежная ее часть, заливае­ мая приливами, называется литоральной, а вся остальная часть — неритовой зоной. Для отложений литоральной зоны характерны обломочные и органогенные образования с вол­ ноприбойными знаками. Здесь часты отложения наземного происхождения, смытые с материков и называемые терригенными (терра — земля).

Область мелкоморья постепенно или резко переходит в континентальный или материковый склон, называемый ба- тиальной областью. Она составляет около 15% площади Ми­ рового океана. Для нее характерен довольно большой (3,7— 7,5°) уклон дна в сторону глубоководной области. Рельеф батиальной области крайне неровен и пересекается рядом узких и глубоких (800—1000 м) каньонов, усложнен оплывинами и оползнями. Среди морских отложений в этой области преобладают илы — синие, красные, зеленые, серые, вулкани-

23 й

переходит в аккумулятивный с намывом обломочного мате­ риала.

Особенно интенсивное разрушение берега моря наблю­ дается в период наступления, или трансгрессии моря. При отступании, или регрессии моря волноприбойная терраса об­ разует морскую террасу. Террасы такого происхождения име­ ются по берегам Норвегии и Новой Земли на различной вы­ соте. На берегах, испытывающих быстрые непрерывные под­ нятия, абразия почти не наблюдается. Также абразия не на­ блюдается на пологих берегах, так как .набегающие волны, вследствие трения о дно, теряют силу и их удары значитель­ но ослабевают.

В ряде случаев разрушению берегов способствуют мор­ ские приливы и отливы. Громадную разрушительную работу производят морские течения, например. Гольфстрим, смы­ вающие на своем пути все терригенные мелкоземные отло­ жения со дна мелкоморья и верхних частей материкового склона.

Транспортирующая деятельность моря. Перенос веще­ ства в морских бассейнах осуществляется как в коллоидном и растворенном состоянии, так и в виде механических взве­ сей илисто-песчаного материала. Более грубый материал в пределах абразионной платформы перемещается волочением

сто вследствие того, что идущая к берегу морская волна об­ ладает большей энергией, по сравнению с энергией обратно­ го тока воды. В результате этого крупнообломочный мате­ риал, принесенный волной к берегу, не возвращается на свое прежнее место. Песчаный же материал может возвратиться в просторы моря, перемещаясь иногда на значительные рас­ стояния. В результате такого процесса происходит естествен­ ная сортировка материала: крупнообломочного у берегов и песчаного — вдали от них. Таким путем у берега может на­ копиться береговой вал, состоящий из нагромождений валу­ нов и гальки. Чем энергичнее волны, тем береговой вал больше.

В случае продольного перемещения обломочного мате­ риала большое значение приобретает угол подхода волн к берегу. При этом установлено, что скорость перемещения об­

ломочного материала вдоль берегов будет максимальной при

232

угле между фронтом волны и линией берега, близким к 45°.

По наблюдениям В. А. Об­ ручева и В. П. Зенковича, про­ водившим исследования соот­ ветственно у Крымских и Кав­ казских берегов, процесс пере­ мещения обломочного матери­ ала представляется в следую­ щем виде (рис. 32). Волна 1—1 набегает на берег под ко­ сым углом; в этом же направ­ лении перемещается обломоч­ ный материал, но при откаты­ вании волны, под действием силы тяжести обломки скаты­

ваются в море перпендикулярно линии берега. Подхвачен­ ные очередной волной, они снова перемещаются под углом к берегу, а при ее откатывании — также перпендикулярно к берегу и т. д. В результате многократных накатываний воли происходит зигзагообразное, но в целом поступательное пе­ ремещение материала вдоль берега моря. Так, например, на участке Крыма между Алупкой и Феодосией перемещение обломочного материала вдоль берега составляло за сутки:

Перемещение ветровыми волнами придонного материала наблюдается до глубины 8—10 м, свыше 8—10 м перемеще­ ние возможно только при очень сильных бурях. В отличие от этого приливные и отливные волны приводят в движение всю массу воды. Так, например, на дне пролива Ла-Манш с наибольшей глубиной 172 м терригенных осадков не отла­

гается.

Созидательная деятельность моря. Наряду с разруши­ тельной и транспортирующей деятельностью, море выполня­ ет исключительно большую созидательную работу, которая известна под названием осадконакопления, или седиментации.

Характерно, что в области шельфа обломочный материал откладывается как у самого берега, в волноприбойной поло­ се, так и вдали от него — на всем пространстве мелкоморья. Обломочный материал, наиболее далеко выброшенный на бе­ рег волной, откладывается в виде берегового вала. Валы обычно сложены крупнообломочным материалом, а на поло­

233

тих берегах — среднеобломочным. Ширина их достигает 10— 20 м, высота— 1—5 м, вплоть до 12—15 м на берегах океа­ нов. Нередко на морских побережьях наблюдаются два-три береговых вала, расположенных параллельно друг другу. При косых к берегу волнах обломочный материал, перемещаясь вдоль берега, откладывается у его изломов и выступов в ви­ де мысов и кос. Длина кос достигает местами нескольких десятков километров, например Тандры в Черном море —

90км.

Ктерригенным осадкам шельфовой области нередко при­ мешиваются органогенные и химические осадки, образующие иногда обособленные мощные толщи осадочных отложений. Осадки органогенного происхождения шельфовой области

•бывают чаще представлены коралловыми известняками и из­ вестняками-ракушечниками. Как известно, кораллы лучше

развиваются на глубине от 20 до 40 м. В образовании орга­ ногенных осадков в пределах шельфа принимают также участие и водоросли. Некоторые водоросли поглощают из морской воды известь, которая откладывается в их стеблях, впоследствии из их остатков могут образоваться толщи из­ вестняков.

Химические осадки в шельфовой области обычно образу­ ются в местах смешения морских вод с речными, которые выносят в дгоре различные соединения Fe, Mn, А1. и др. Не­ которое участие в накоплении морских отложений принима­ ет космическая и эоловая пыль, а также продукты вулкани­ ческих извержений.

Осадки шельфовой области прослеживаются вдоль бере­ га в виде полосы шириной 250—300 км, расширяясь в мес­ тах впадения рек в море до 600 км за счет выносимого ими обломочного материала.

В отличие от шельфа осадки батиальной области пред­ ставлены тонким алеврито-пелитовым материалом— синим, красным, зеленым и другими илами, обогащенными органи­ ческими веществами. Синий ил на 97% состоит из глинистых частиц, в случае же уменьшения содержания глинистых час­ тиц, в иле возрастает содержание углекислых солей кальция. В красном иле глинистых частиц меньше, чем в синем. Крас­ ный цвет его обусловлен присутствием окиси железа. Как в синем, так и в красном илах встречаются остатки морских организмов во всех стадиях разложения. Зеленый ил и пе­ сок покрывают наиболее приподнятые участки батиальной и абиссальной областей в местах, где имеются сильные холод­ ные течения (на глубинах от 180 до 2300 м). Зеленый цвет

234

ила и песка обусловлен присутствием минерала глауконита. 'Содержание алеврито-глинистых частиц в зеленом иле со­ ставляет не более 48%, а извести —60% и более. В этих осад­ ках встречаются также конкреции фосфоритов. Вообще же осадки батиальной области отличаются большой однородно­ стью на больших площадях. Суммарная мощность их состав­ ляет сотни и тысячи метров.

Осадки абиссальной области представлены известковыми и кремнистыми илами и красной глубоководной глиной. Илы имеют органогенное происхождение. Среди них выделяются фораминиферовый, птероподовый и глобигериновый, а среди кремнистых — диатомовый и радиоляриевый илы. Характер­ но, что фораминиферовый, птероподовый и диатомовый илы -со значительным количеством терригенного материала зани­ мают большие площади и в пределах батиальной' области, а первый из них в абиссальную зону заходит только неболь­ шими языками.

Красная глубоководная глина занимает громадные пло­ щади на глубинах 3500—4000 м (>130 млн. км2). Образова­ ние ее связано с продуктами разложения силикатов, которые попадают на морское дно в виде вулканической, метеоритной, атмосферной пыли, а также коллоидных растворов, прино­ симых морскими течениями. Это пластичные и жирные на ощупь глины красного до темно-шоколадного цвета. В со­ ставе их преобладают водные силикаты, богатые железом и, кроме того, присутствуют примеси других минералов и остат­ ки кремниевых организмов.

Как мы видим, морские отложения не являются однооб­ разными на больших пространствах. В зависимости от глу­ бин, морских течений, удаленности от берега, солености во­ ды и других причин образуются различные осадки, отличаю­ щиеся по литологическому составу и количеству органиче­ ских примесей. Каждой из рассмотренных выше областей морского дна характерны свои отложения с присущим для них обликом и фацией.

Понятие о фациях и формациях. Под термином «фация» в геологии понимают комплекс осадочных отложений одно­ типного литологического состава, содержащих одинаковую фауну и флору и образовавшихся в сходных физико-геоло­ гических условиях. Основным признаком фации является од­ нородность отложений. «Фация» в геологии — это такая же основная систематическая единица, какой является «вид» в

зоологии. Как все животные и растения делятся на виды, так

235

и все осадочные отложения, будь то континентального или

полезных ископаемых, парагенетически связанных между со­ бой, возникающий в определенной структурно-фациальной зоне. Формации представляют собой геологические тела, час* то значительной мощности и приурочены к определенным тек­ тоническим формам (Геологический словарь, т. II, 1960). Близкое к этому определение формации имеется в «Петро­ графическом словаре» за 1963 г. Так, под этим термином по­ нимают «естественные сообщества горных пород и других минеральных образований, отдельные члены которых пара­ генетически связаны друг с другом как в пространственном, гак и в возрастном отношениях». Существует много различ­ ных формаций, например, спилито-кератофировая, молассовая и другие — в геосинклинальных областях; песчано-гли­ нистая, карбонатная, глауконитово-фосфоритовая и другие —

гия. В последние годы морская геология добилась больших успехов в изучении тайн океанов. В настоящее время состав­ лены новые, очень интересные карты рельефа дна Тихого, Атлантического и Индийского океанов. Установлено, что на дне океанов выделяются высокие подводные хребты, глубо­ ководные впадины — желоба, своеобразные равнины, холмы, овраги, каньоны и гигантские разломы. Уточнен также состав глубоководных морских отложений, где обнаружены богатые месторождения различных полезных ископаемых; в шельфах

океанов с целью выявления перспективных подводных ме­ сторождений нефти и газа. Расширить исследования при­ брежных россыпных месторождений золота, олова и других рудных полезных ископаемых».

Кроме того, в настоящее время изучается возможность получения из соленой морской воды пресной воды. Уже сей­ час посредством опреснения соленой морской воды получают около 100 000 м3 пресной воды в сутки. В будущем дистил­ ляция морской воды должна полностью удовлетворить недо­ статок в пресной воде.

236

§ 6. ОЗЕРА И БОЛОТА И ИХ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

На долю озер и болот приходится 8,3% поверхности на­

(18400 км2), Онежское и др. За рубежом крупнейшими яв­ ляются Великие озера Северной Америки, озеро Виктория в Восточной Африке и др.

Озера встречаются на различных гипсометрических уров­ нях. Так, например, Каспийское озеро-море, имеет отметку —28 м, а озеро Каракуль в районе Памира расположено на высоте 4000 м. Глубина их также различна и колеблется от нескольких десятков сантиметров (оз. Эльтон — 80 см) до нескольких сотен метров (оз. Байкал — 1741 м). Кроме того, различают сточные (Онежское, Ладожское, Байкал и др.) и бессточные (Каспийское, Балхаш, Иссык-Куль и др.) озера. Водный режим и климатические условия определяют в из­ вестной мере степень минерализации воды в озерах. Сточные озера обычно являются пресными, например, воды Онеж­ ского озера с общей минерализацией в 0,03%. Крупнейшим пресноводным бассейном является озеро Байкал, в котором сосредоточено 20% всей пресной воды нашей планеты.

озерах наибольшая минерализация наблюдается в местах, удаленных от устья впадающих в них рек. Например, в Кас­ пийском море-озере в 75 км от устья Волги \ минерализация равна 0,14%, в средней его части— 1,4%, а в заливе Кара- Богаз-Гол— до 28,5%.

По происхождению различают ледниковые, карстовые, просадочіно-суффозионные, термокарстовые, вулканические, старичные, дельтовые, тектонические и другие озера. На­ пример, оз. Байкал имеет тектоническое происхождение.

Геологическая деятельность озер, также как и морей и океанов, сводится к разрушению, переносу и созиданию, но только масштабы их деятельности во много раз меньше, чем это имеет место на побережьях морей и океанов. В озерах, также как в океанах и морях, наблюдаются движения вод­ ных масс в виде ветровых, приливных и отливных волн и те­ чений. Существенную роль в разрушительной и транспорти-

237

рующей деятельности озер играют ветровые волны. В круп­ ных озерах, таких, как Каспийское, Аральское, Байкал,. Онежское, ветровые волны достигают иногда высоты 2,0— 3,0 м. Как и в морях, но менее грандиозно, они производят абразионную работу у береговых уступов. Интенсивность этой работы зависит от состава горных пород, слагающих бе­ рега. Так, например, северо-западная часть Онежского побе­ режья, сложенная древнейшими кристаллическими породами, разрушается медленнее, по сравнению с его южной и юговосточной частью, представленной песчаниками и глинами девонского возраста. В результате этого на берегах его на­ блюдаются далеко выдвинутые в озеро мысы с отвесными склонами, разделенные дугообразными заливами с низкими берегами.

Созидательная деятельность озер в основном зависит от их водного режима, минерализации воды, размера озерного бассейна, особенностей рельефа 'и климата. Этими фактора­ ми определяется соотношение механических, химических и органических осадков, формирующихся в озерах. Меха­ нические осадки могут быть представлены гальками, гравием, песком и илами. Формирование их происходит как за счет обломков, образующихся в процессе абразионной деятель­ ности озер, так и за счет приносимого реками в озера обло­ мочного материала. Количество и крупность приносимого реками материала определяется их живой силой: горные ре­ ки приносят в озеро гравийно-галечный материал, равнин­ ные — песчано-илистый. Приносимый материал сгружается главным образом в устьях, образуя дельты. Разрастаясь со временем, последние могут полностью заполнить озерную впадину. Наиболее быстро прекращают свое существование

бессточные озера. Даже крупнейшие из них заполняются осадками менее чем в 10—15 тысяч лет.

Заполнение осадками сточных озер происходит по-разно­ му и находится в зависимости от их размеров и глубины. Не­ глубокие озера накапливают грубый материал, а илистый выносится вытекающими из них реками. Реки же, вытекаю­ щие из глубоких озер, обычно несут совершенно прозрачную воду, например, р. Ангара, вытекающая из озера Байкал.

По исследованиям Н. М. Страхова, установившим основ­ ные закономерности осадконакопления в озерах СССР, круп­

238

рек), галечники и пески спускаются на большие глубины. В более глубоководных частях озера развиты глинисто-алеври­ товые, а еще глубже — пелитовые илы.

Химические и органогенные осадки имеют превалирующее значение главным образом в бессточных озерах. В песчаных отложениях озера Байкал наблюдаются, например, желези­ сто-марганцевые конкреции. В более глубоководных его ча­ стях развиты диатомово-глинистые илы. В донных отложе­ ниях озера известны также скопления углерода органическо­ го происхождения. Карбонаты кальция и магния, пользую­ щиеся широким развитием среди озерных отложений, в от­ ложениях озера Байкал не обнаружены. Как известно, воды озера пресные (солей не >0,01%) и поэтому неустойчивый биогенный кальцит быстро растворяется. Осадконакопление в других сточных озерах в общем является близким к схеме осадконакопления оз. Байкал и отличается от нее в деталях. Так, например, оно зависит от физико-географических осо­ бенностей топ зоны, где располагается озеро, от его глуби­ ны, а также от характера приносимого и уносимого реками материала.

Мелководные пространства даже сточных озер, особен­ но умеренных широт, зарастают влаголюбивой растительно­ стью — камышом, осокой и водорослями. Отмирающие расте­ ния накапливаются на дне водоемов и на них, в свою оче­

ложения мощностью до 20 м и более широко развиты в озе­ рах таежно-лесной зоны. По мере заболачивания озера, эти отложения перекрываются торфами. Ископаемые сапропелиты представлены сапропелевыми углями и горючими слан­ цами.

Осадки солоноватых и бессточных озер можно рассмот­ реть на примере Аральского моря-озера. Отложения этого озера в основном представлены песками и илами. Материал, из которого формируются его осадки, приносится реками СырДарьей и Аму-Дарьей и частично пополняется за счет абра­ зии собственных берегов. Пески размещаются в прибрежной

зоне моря. На глубине 5—26 км к северо-западу и западу от о. Возрождения залегают оолитовые известняки. Алевритовые илы приурочены преимущественно к придельтовым участкам

239