Тарасов / geokniga-geohistoricaldeodynamicbasinanalysis1999 (1)

ваться на работах П. Вайла и его последователей в попытке кратко сформулировать основы секвентной стратиграфии.

В колебаниях уровня Мирового океана выделяются следующие со­ стояния: низкое стабильное стояние, подъем уровня, высокое стабиль­ ное стояние, падение уровня. Соответственно в характере седимента­ ции на континентальной окраине выделяются три основных типа сис­ тем трактов: низкого стояния (lowstand), трансгрессивный (transgres­ sive) и высокого стояния (highstand). Рассмотрим, как меняется на фо­ не смены этих систем трактов характер седиментации на континен­ тальной окраине (рис. 1.73).

При падении уровня моря до наименьшего состояния и осушения шельфа основная седиментация происходит за счет быстрого транс­ порта обломочного материала в область подножия континентального склона (состояние систем трактов раннего низкого стояния).

После максимума падения уровня моря в условиях значительно осушенного шельфа крупномасштабный транспорт обломочного мате­ риала с суши приводит к засыпанию области континентального склона

ввиде проградации (продвижения вперед) клиноформных комплексов

восновном в области континентального склона и его подножия

(состояние систем трактов позднего низкого стояния).

При подъеме уровня моря и общей трансгрессии на шельфы фор­ мируется трансгрессивная серия осадков, при этом осадочный матери­ ал в основном откладывается на шельфе, и фронт седиментации дви­ жется в сторону континента в виде трансгрессивной серии. Подошва этого фронта именуется трансгрессивной поверхностью (transgressive surface). Этот процесс называется обратным движением (backstep- ping). В целом это состояние трансгрессивных систем трактов.

При плавном достижении высокого стояния уровня моря наступает состояние систем трактов высокого стояния. Море стабильно затоп­ ляет шельфы, шельфы перекрываются осадочным материалом, и ос­ новная масса обломочного материала перекрывает шельф и транспор­ тируется к границе шельфа и континентального склона, где формиру­ ется система пологих клиноформ проградации шельфовых комплексов в сторону континентального склона.

Далее при стабильном высоком стоянии уровня моря, когда зона затопленного шельфа уже насыщена осадочным материалом, обломоч­ ный материал в основном транспортируется в зону континентального склона и его подножия. Происходит проградация шельфа за счет кли­ ноформного засыпания осадками всей области континентального склона (состояние системы трактов шельфовой окраины). Затем про­ цесс может идти по разным сценариям, основные варианты которых сформулированы выше.

156

На рис. 1.74 показана принципиальная схема строения осадочных серий континентальной окраины с осадками, сформировавшимися в условиях низкого, а затем высокого стояния уровня моря. Схема по­ строена на базе интерпретации сейсмических профилей. На рис. 1.75 показаны основные типы несогласий, которые при этом наблюдаются, и принципиальная схема седиментации в одной секвенции.

Осадки высокого и низкого стояния уровня моря

Уровень моря

Рис. 1.74. Принципиальная схема строения осадочных серий конти­ нентальной окраины с осадками, сформировавшимися в условиях низко­ го, а затем высокого стояния уровня моря. По [Т. Jacquin, 1992 из (Vail, 1993)].

Секвентная

Рис. 1.75. Основные типы несогласий в секвенции и принципиальная схема распределения осадков разного типа в одной секвенции. По JVail, 1987].

/ — прибрежный пояс песков, 2 — морские тонкозернистые осадки, 3 — осадки прибрежной равнины, 4 — осадки элювиальной равнины.

158

Дальнейший прогресс в изучении пассивных окраин сейсмическим методами приводит к выявлению все более и более сложной системы ее строения, для описания которой необходим набор специальных терминов. Рис. 1.76 показывает идеализированную схему строения се­ квенций на континентальной окраине. Рассмотрим в связи с этим ри­ сунком некоторые понятия. Наращивание осадков (offlap) — продви­ жение фронта осадконакопления в сторону более глубокой части бас­ сейна (т. е. проградация). По рисунку наращивания осадков на сейсми­ ческих профилях выделяются косые серии наращивания осадков (ob­ lique offlap), сигмоидальные серии наращивания осадков (sigmoidal off­ lap), вертикальные серии наращивания осадков (aggradational offlap).

На профилях часто наблюдаются заполненные осадками врезанные палеодолины (incised valley fill). Широко развиты сейсмофации типа холмов с разным внутренним сейсмическим рисунком (сложные холмы (complex mound), хаотические холмы (chaotic mound), ломтевидные холмы (sheet lobe mound)). В большинстве случаев фации холмов ин­ терпретируются как обвальные и оползневые накопления. На многих профилях в осадочных сериях четко наблюдается резкий изгиб по­ верхности одновозрастных образований. Анализ показал, что это внешняя палеограница зоны действия штормовых волн, т. е. выше этой точки штормовые волны примерно равномерно распределяли осадоч­ ный материал по уплощенному дну, а ниже — материал транспортиро­ вался вниз по наклонной плоскости.

Рис. 1.76. Идеализированная схема строения секвенции на континен­ тальной окраине и модели строения осадочных тел.

159

При анализе секвенций важен анализ поверхности максимального подъема воды (maximum flooding surface). Эта поверхность формируется при трансгрессии во время резкого углубления бассейна. Поверхность маркируется резким переходом вверх по разрезу более глубоководных осадков — часто тонких илов. Конденсированные разрезы (condensed section) — это фации тонких осадков, которые формируются в условиях резкого сокращения привноса с суши обломочного материала. Обычно они образуются за длительные интервалы времени. Им соответствуют моменты быстрого увеличения глубины бассейна, когда суша резко уда­ ляется и нарушаются ранее существовавшие системы транспорта кластических осадков. Типично, что конденсированные разрезы формиру­ ются по поверхности максимального подъема воды. Мощности конден­ сированных разрезов составляют первые десятки метров, и на сейсми­ ческих профилях они сами выделяются с трудом, но их можно предпо­ лагать на поверхности максимального подъема воды.

На сейсмических профилях и в секвентной стратиграфии выделя­ ется два основных типа конусов выноса — конуса подножия склона (basin-floor fan) и конуса склонов (slope fan). Конуса подножья склона формируются на уплощенном дне глубоководного бассейна и сложены обломочными породами турбидитов и обломочных потоков, снесенных с более мелководных частей, которые переслаиваются с глубоковод­ ными тонкими илами. Данные конуса формируются во время быстрого падения уровня моря и осушения значительной части шельфа. Конуса склонов сложены отложениями турбидитов и обломочных потоков. Они обычно формируются во время максимума падения уровня моря (в эпоху позднего падения и раннего подъема), но могут формировать­ ся и одновременно с конусами подножия склонов.

Карбонатные постройки (биогермы) также являются важным эле­ ментом анализа секвентной стратиграфии. В сейсмофациях они обыч­ но выражены холмами разной геометрии с разнообразным внутренним строением, и формируются обычно на внешнем краю шельфа, вдали от источников обломочного материала.

На рис. 1.77 показана принципиальная схема характера формиро­ вания осадочной толщи на континентальной окраине, показывающая основные границы и система трактов в рамках понятий секвентной стратиграфии. История формирования данной толщи хорошо отражена на хроностратиграфическом разрезе. На схемах видно, что во время низкого стояния уровня моря (системы трактов низкого стояния) осад­ ки формируются в основном у подножия континентального склона и на континентальном склоне; в области шельфа в это время преоблада­ ет эрозия. При быстром подъеме уровня моря (трансгрессивная систематракта) фронт седиментации движется в сторону континента, и осад-

160

а

Секвентная граница

Геологическое время

Рис. 1.77. Принципиальная схема характера формирования осадков в рамках понятий секвентной стратиграфии, показывающая основные по­ верхности и системы трактов. По [Baum, Vail, 1988].

ки перекрывают шельф, а в области континентально склона и его под­ ножия преобладает конденсированное осадконакопление. При высоком стоянии уровня моря (системы трактов высокого стояния) осадки по­ крывают максимально широкую область. При стабилизации высокого стояния уровня моря (системы трактов шельфовой окраины) осадки формируются в основном в области границы шельфа и континенталь­ ного склона.

Распределение фаций терригенных отложений на континентальных окраинах имеет очень сложный вид [Posamentier et al., 1988; Posamentier, Vail, 1988; Vail, 1993]. В секвентной стратиграфии для ха­ рактеристики осадочных серий обычно оперируют обстановками: фа­ ции подводных конусов выноса, фации прибрежной равнины, флювиальные фации аллювиальных равнин, фации открытого моря, фации каналов. На рис. 1.78 показаны зоны, где обычно формируются наибо­ лее грубые осадки. Это подножие континентального склона и участки переходов от палеошельфов к палеосклонам.

Рис. 1.78. Характер расположения относительно более грубозернистых осадков в секвенции. По [Bowman, 1990 из Vail, 1993].

Рис. 1.79. Распределение карбонатных фаций на континентальном склоне. По [Sarg, 1988].

В случаях, если на континентальных окраинах господствует карбонатонакопление, то его характер сложен, и в разных зонах шельфа, склона и его подножия формируются разные типы карбонатов [Sarg,

162

1988]. Вариант распределения карбонатных фаций показан на рис. 1.79. В прибрежной зоне формируются слоистые карбонаты в зоне прили­ вов-отливов. На шельфе преобладают вакстоуны (wackstone) и пелетные грейнстоуны {pellet grainstone). Рифы шельфа сложены баундстоунами (boundstone) и грейнстоунами. Бровка шельфа образуется ске­ летными и ооидными грейнстоунами и пакстоунами (packstone). Кон­ тинентальный склон в основном образуют скелетные вакстоуны. В зо­ нах подводного оползания формируются флоутстоуны (floatstone) и рудстоуны (rudstone). У подножия континентального склона формиру­ ются в основном известняковые мадстоуны {lime mudstone). При коле­ баниях уровня моря происходит миграция разных фаций.

Разломы, складки и соляные купола

Сейсмические профили позволили реально выделять и прослежи­ вать геометрию складок, разломов, соляных куполов и других структур.

Субвертикальные разломы со смещениями на профилях обычно хо­ рошо дешифрируются по заметным смещениям отражающих горизон­ тов (рис. 1.80). Такого рода разломы наиболее типичны для зон растяже­ ния и рифтогенеза. Пологие разрывные нарушения дешифрируются с меньшей надежностью; например, не всегда можно однозначно разли­ чить субгоризонтальный субпластовый срыв и стратиграфическую гра­ ницу. В случаях интерпретации одного и того же профиля разными ав­ торами для района с надвигами и срывами обычно получаются разные рисовки структуры. Для этих регионов контроль интерпретации сейсми-

Рис. 1.80. Фрагмент сейсмического профиля для Донецкого бассейна, на котором отчетливо видны сбросы. По [Stovba et al., 1996].

163