2.2 Химические и минералогические параметры
Ен и рH среды по минералам и органическим остаткам. Например, гематит указывает на полностью аэрированные или окислительные условия, сульфиды железа - на восстановительные или лишенные кислорода условия. Высокое содержание сохранившегося органического вещества также служит доказательсьвом анаэробных условий. Про кальцит.
Соленость по минералам, фауне и бору изотопия кислорода.
Минералы-индикаторы: глауконит, оолиты, фосфориты (конт.шельф в райнах теплых вод), глинистые минералы.
Цвет - контролируется химизмом среды осадконакопления
Рассеянные элементы
2.3.Биологические параметры: твердые части скелетов иособенности их сохранности, биотурбационные текстуры (деформационные текстуры и фигуративные текстуры), фекальные пеллеты
3.Общая схема проведения фациального анализа
Рис.1(повтор) - Два крупных этапа: 1-предварительный это стратиграфия, тектоника, история геологического развития, в результате формулируются общие предпосылки или “фациальный фон”; 2-собственно фациальный анализ (в зависимости от целей подразделяется на два подэтапа: седиментологический и палеогеографический).
Собственно фациальный этап сводится к следующим стадиям:
1) Детальное литологическое изучение пород комплексом макроскопических, микроскопических, физических и химических методов. Выделение основных литотипов пород и их парагенезов.
2) Выделение”реперных фаций”, т.е. тех отложений, фациальная интерпретация которых наиболее однозначна. Это-угли, почвы, прослои с органическими биоценозами, характерными для определенных обстановок.
3) Диагностика остальных (“нереперных”) фаций на основании анализа взаимоотношения литотипов пород по разрезу (постоение литолого-фациальных колонок) и по площади (построение литолого-фациальных профилей). Слагающий элемент этой стадии выбор рабочей гипотезы. При анализе закрытых территорий обязательный методический прием использование результатов геофизических исследований скважин и сейсмопрофилей.
4) Построение в зависимости от степени детальности исследований и задач седиментологических моделей и фациальных схем и карт.
4.Практическая значимость фациальных исследований.
Лекция 4
Континентальные фации 1
План
1. Физико-химические и климатические условия континентального осадконакопления.
2. Классификация континентальных фаций
3. Элювиальные отложения
1.Физико-химические и климатические условия континентального осадконакопления
1.1.Континентальное осадконакопление обладает рядом особенностей: неустойчивостью (часто накопившиеся осадки сразу же подвергаются размыву), изменчивостью, преобладанием обломочного материала (большинство растворенных веществ выносится в море), наиболее тесной связью с материнскими породами, составом органических остатков (наземные растения и животные: позвоночные, насекомые, пресноводные организмы) и климатической зональностью.
1.2.Типы литогенеза (по Страхову). Три типа, определяемых климатическими различиями: ледовый, гумидный и аридный (рис.1. из Страхова, стр.6)
Ледовым называют такой тип литогенеза на континентальных площадях, который обеспечивает геологически длительное существование на данной территории ледового покрова. Как правило оно имеет место в высоких широтах. Современным примером являются Гренландия, Антарктида, отдельные острова Северного ледовитого океана. Основным признаком ледовых областей является их низкая среднегодовая температура, отсутствие какой-либо заметной деятельности воды в жидкой фазе и активность воды только в твердом состоянии в виде льда. Основным источником осадочного материала является механическое выветривание, перенос осуществляется также механическим путем с помощью льда, талых вод или ветра. Хемогенная садка и жизнедеятельность организмов резко подавлены. Генетические типы ледниковых отложений довольно разнообразны.
Гумидным называется «породообразование в условиях влажных климатов, отличающихся преобладанием метеорных осадков над испарением и с температурами, разрешащими существование воды в жидкой фазе, по крайней мере в теченние теплой части года. Тропический, субтропический, умеренный и холодный влажный климаты являются разновидностями гумидного климатического режима». Располагаются гумидные зоны широкими полосами в северном и южном полушарии и занимают на современной суше наибольшее пространство. Гумидное осадкообразование отличается от ледового большей сложностью и разнообразием. Кроме чисто механических процессов, в нем участвуют химические и биологические процессы. Основной перенос осадочного материала осуществляется реками. При этом вещество мигрирует в виде растворов, в виде взвесей и волочением. Осаждение происходит либо по пути переноса, либо в принимающих водоемах: озерах и морях. Большая часть выносится в моря. Среди континентальных осадков гумидной зоны преобладают обломочные породы, хотя весьма типичны торфяники, присутствуют карбонатные и сапропелевые илы. Для гумидного литогенеза характерны также высокие концентрации ряда элементов: железа, марганца, алюминия. Рудообразование происходит в коре выветривания, на путях переноса (россыпи), в озерах.
Для аридного типа литогенеза характерно преобладание процессов испарения над количеством выпадающих осадков за год. Он распространен в областях засушливого климата. Климатическая поясность здесь значительно нарушается рельефом, который осложняет морфологию зон. В результате некоторые зоны приобретают меридиональную направленность (пустыни Чили).
Для аридных процессов характерно ослабление миграции элементов в коре выветривания. Из нее почти не вымываются железо, марганец, алюминий и др. Для районов с засушливым климатом характерно отсутствие лесного покрова, болота встречаются редко, как следствие в аридных отложениях мало углей. Внутриконтинентальные водоемы аридной зоны как правило бессточны и осолонены. Например, оз.Балхаш, Аральское море. В результате в этих водоемах резко падает роль организмов, зато усиливается роль хемогенных осадков. Недостаток воды в районах с аридным климатом приводит к тому, что механические осадки здесь часто плохо сортированы. С другой стороны в этих районах увеличивается роль ветра как агента переноса.
2.Классификация континентальных отложений
Как уже ранее нами отмечалось, основная заслуга в изучении континентальных отложений принадлежит представителям условно называемого «генетического направления». Поэтому разработанная ими классификация континентальных отложений представляется наиболее удачной, но она носит название классификации генетических типов континентальных осадочных отложений (рис.2 классификац.таблица). Основная заслуга в ее разработке принадлежит Е.В.Шанцеру (1950, 1966, 1980).
Из выделенных в схеме двух классов по мнению Шанцера лишь второй объединяет собственно осадочные отложения, возникающие путем переотложения продуктов разрушения исходных горных пород. Однако существует мнение, что и первый класс (элювиальный) также частично представлен продуктактами хемогенного осадкообразования, так как в процессе выветривания не только уничтожаются прежние химико-минеральные соотношения, но и создаются новые (Г.Ф.Крашенинников). Дальнейшее подразделение классов включает обособление парагенетических рядов, групп и подгрупп и собственно генетических типов. Если сравнивать классификацию Шанцера со схемами, предложенными другими авторами, то основные группы в них обычно совпадают.
В.И.Марченко приводися следующее подразделение континентальных фаций: аллювиальные, озерные, болот, прибрежных равнин, пустынь, эоловые, карбонатных отложений аридной зоны, ледниковые, элювиальные, склоновые, и ряд других. Наиболее полно в данном курсе будут рассмотрены элювиальный и водный парагенетические ряды.
3. Элювиальные отложения.
Элювием называются уцелевшие на месте своего формирования продукты выветривания горных пород. Это понятие тесно связано с понятием «кора выветривания» и между ними нет четкой разницы. Вслед за Г.Ф.Крашенниковым под «элювием» будем понимать все вообще продукты выветривания, оставшиеся на месте своего формирования, а под корой выветривания - сложно построенный элювиальный профиль, обладающий рядом характерных признаков.
Что такое выветривание ? Реакция горных пород на новые для них условия. В поверхностных и приповерхностных условиях породы испатывают влияние иных физико-химических условий, и по сути выветривание - это преобразование вещества пород в поверхностных условиях. Различают физическое, химическое и реже, биологическое выветривание. Физическое выветривание - дезинтеграция пород. Химическое выветривание - объединяет комплекс процессов окисления, гидратации, выноса катионов, накопление окислов алюминия, кремния и железа. На характер процессов оказывает влияние состав материнских пород, климат, рельеф, органический мир.
Среди элювиальных отложений по Шанцеру выделяются группы собственно элювиальных отложений и почв. Л.Н.Ботвинкиной выделяются три генетических типа элювиальных отложений: 1)обломочный или кластогенный элювий - щебнистые и глыбовые скопления преимущественно механического разрушения пород; 2) собственно кора выветривания (хемогенный элювий); 3) почвы биогенный элювий.
Наиболее характерные признаки коры выветривания:
-генетическая связь с подстилающими материнскими породами
-разница между составом материнских пород и коры возрастает снизу вверх по разрезу
-зональное строение: выделяются зоны, различающиеся по химическому и минеральному составу, часто цвету, плотности и структуре
-разнообразный минеральный состав, но преобладание глинистых минералов.
Н.М.Страховым показана стадийность развития коры выветривания в гумидных условиях, где основным фактором химического выветривания является нисходящий ток воды, постоянно промывающий верхние горизонты на водосборах. В начальной стадии оно протекает в условиях окислительной и щелочной среды: легко выносятся все соли и происходит гидролиз силикатов и алюмосиликатов. В щелочной стадии кора обогащается железом, алюминием и титаном, теряя натрий, калий, магний и кальций. В более позднюю по времени кислую стадию начинаются миграции труднорастворимых соединений и практически всех элементов и их перераспределение внутри элювия с образованием локальных высоких концентраций - рудных накоплений железа и алюминия бокитов).