Условия образования осадков на континентах

Суша является областью преобладающего развития денудационных процессов; однако и на ней идут процессы аккумуляции продуктов выветривания коренных пород и жизнедеятельности организмов. Образование осадков на континентах отличается рядом особенностей. К ним относятся, прежде всего, неустойчивость континентальных образований, их менее широкое (по сравнению с морскими) площадное развитие и частая смена разных осадков по вертикали, что связано с активным размыванием, переработкой, переотложением их поверхностными агентами. Отмечаются значительная изменчивость в горизонтальном направлении, пестрота генетических типов, связанная с рельефом, климатом и осадкообразующими агентами. Среди континентальных отложений преобладают терригенные образования, тесно связанные с материнскими породами при гораздо меньшей роли биогенных и хемогенных отложений. Это можно объяснить быстрым разрушением в зоне окисления биогенных органических веществ и выносом большинства растворенных веществ с суши в море.

В континентальных осадках захороненные растительные остатки преобладают над скелетами и раковинами животных; мощность осадков обычно невелика, но в областях устойчивых тектонических погружений может достигать первых километров.

Континентальные отложения классифицируют по характеру формирующего их геологического агента; обычно выделяют такие комплексы, как элювиальный, водный, ледниковый, эоловый, склоновый и подземноводный.

Элювиальный комплекс включает сохранившиеся на месте своего формирования продукты выветривания коренных горных пород. Механическое выветривание раздробляет горные породы; химическое выветривание представляет собой более сложный процесс преобразования и перераспределения минералов, слагающих коренные породы. В процессах выветривания велика роль климата, рельефа и органического мира.

Водный комплекс включает отложения русловых потоков (аллювий и пролювий) и озерные отложения.

Пролювий – отложения временных потоков, обычно образующие конусы выноса, внутри которых обломки сохраняют первоначальную форму, сортировка материала очень грубая, слоистость обычно отсутствует. Органические остатки встречаются в виде обломков костей и древесины.

Аллювий – отложения постоянных потоков, обычно приуроченные к долинам и реже слагающие огромные низменные пространства, называемые аллювиальными равнинами, в пределах которых реки не имеют четко выраженных долин. Осадки весьма разнообразны: русловые представлены, главным образом, песками, реже галькой и гравием с косой и волнистой слоистостью, с асимметричными знаками ряби; пойменные - песчаным материалам в прирусловых валах, но в основном, алевритами и глинами с примесью алевритового материала с косой и горизонтальной слоистостью. В речных отложениях обильны растительные остатки, могут встречаться раковины пресноводных моллюсков, кости наземных позвоночных и птиц.

Озерные отложения не менее разнообразны, чем типы самих озер и зависят от климата, размеров озера, рельефа берегов и некоторых других факторов. В озерах терригенный материал располагается по правилу гранулометрической дифференциации и нарушается течениями, неровностями рельефа, дна и т. д.

В гумидных областях озера проточные, с богатым мирам животных и растений; в этих озерах накапливается, преимущественно, терригенный материал, на иногда выпадают в осадок карбонаты, образующие «озерные мергели», формируются сапропелевые илы, железные руды, марганцевые руды и бокситы; озера постепенно зарастают, превращаясь в торфяные болота.

В аридных областях озера бессточные, обычно с сильно минерализованной водой, с очень бедной жизнью; наряду с терригенным материалом там отлагаются и эвапориты. Слоистость в озерных отложениях горизонтальная, редко косая или волнистая.

Ледниковый комплекс включает собственно ледниковые и вводно-ледниковые образования.

Ледниковые образования ( морены) представляют скопления разного размера валунов и глыб в песчано-глинистой основной массе; для них характерны слабая сортированность материала и отсутствие слоистости, пестрый вещественный состав валунов и борозды-штрихи на поверхности последних.

Вводно-ледниковые образования делят на две группы – отложения потоков (флювиогляциальные) и отложения озер (лимногляциальные). Отложения талых ледниковых вод представлены валунами и галькой вблизи конечных морен, на удалении от края ледника они сменяются песками, часто плохо сортированными, с грубой косой слоистостью. Отложения приледниковых озер представлены алевритами и глинами; типичны, так называемые, ленточные глины с тонкой горизонтальной слоистостью.

Эоловый комплекс связан с аккумуляционной деятельностью ветра; большинство эоловых осадков формируется в пустынях или полупустынях, но встречаются они и по берегам морей и озер в иных климатических областях. Это почти исключительно пески и алевриты с косой слоистостью и характерными асимметричными знаками ряби, с высокой степенью сортировки обломочного материала.

Склоновый комплекс включает делювиальные, осыпные, обвальные, оползневые образования. Наиболее широко распространен делювий – продукты выветривания коренных пород, перемещенные вниз по склонам к подножиям возвышенностей дождевыми или талыми снеговыми водами. Он представлен щебнем коренных пород и глинистой основной массой; сортировка материала очень слабая или отсутствует, слоистость, как правило, не наблюдается. В делювии можно видеть остатки наземных беспозвоночных, кости четвероногих, растительные остатки.

Палеогеографические карты

На этих картах изображают физико-географическую обстановку, существовавшую на определенной территории в течение отдельного этапа геологической истории. Палеогеографические карты строят на современной топографической основе, используя все геологические, палеонтологические факты, которые можно нанести на карту.

Палеогеографические карты составляют в определенной последовательности. Прежде всего, в разрезах естественных обнажений и в скважинах устанавливают и выделяют на изучаемой площади стратиграфическую единицу, отвечающую выбранному для составляемой карты историко-геологическому этапу; определяют площади отсутствия пород заданного возраста. Затем выделяют фации и указывают их литологические и палеонтологические особенности. Результатом этого этапа работы является карта фаций (рис. 22). В дальнейшем, проведя фациальный анализ, от фаций переходят к палеогеографии: воссоздают физико-географическую обстановку прошлого не только в области накопления осадков, но и обязательно в области размыва. Таким образом, палеогеографическими картами являются только те, на которых показаны физико-географические условия как в области накопления осадков, так и в области размыва.

Реконструкцию древних морей начинают с восстановления береговой линии - ее положения, конфигурации, а если это невозможно, то выделяют переходную зону от суши к морю, в пределах которой в течение рассматриваемого этапа находилась береговая линия. Затем устанавливают глубину палеобассейна и рельеф дна, обычно выделяются морфологические элементы (шельф, континентальный склон) или биологические зоны (литораль, сублитораль и пр.); восстанавливают соленость и среднегодовые температуры воды, газовый режим бассейна и, наконец, характер движения воды (зоны волнения, морские течения, в том, числе приливно-отливные, мутьевые и т. д.).

Реконструкция древней суши складывается из установления области размыва и аккумуляции осадков. В характеристику суши входят типы рельефа ее поверхности, положение рек (основные направления их течения и места впадения в палеобассейны), положение озер и болот, направление преобладающих ветров. Если же нет возможности определить характер водных и воздушных течений, то указывают общие направления сноса обломочного материала из зон размыва в зоны аккумуляции.

Анализ особенностей палеобассейнов и древней суши позволяет сделать выводы о климате того времени, наметить положение границ климатических поясов.

Все перечисленные особенности палеогеографии отражаются на картах в виде раскраски или штриховых знаков.

На литолого-палеогеографических картах обычно наказывают мощности пород, сформированных в рассматриваемый этап геологической истории; мощности указывают либо в отдельной точке, либо линиями равных мощностей - изопахитами. Анализ мощностей позволяет восстановить характер вертикальных (колебательных) движений литосферы.

Реконструкция палеогеографии может быть проведена как на территориях с горизонтальным залеганием пород, так и в складчатых областях. В последнем случае возникают дополнительные сложности, связанные с необходимостью восстанавливать первоначальную площадь осадконакопления, ее размеры и положение. Для этого путем различных, часто логических построений трансформируют складчатые структуры, перемещают тектонические блоки и покровы в их исходное положение для того, чтобы воссоздать горизонтально залегающий слой пород заданного возраста на всей площади его первоначального распространения. В этом случае, прежде чем начать палеогеографический анализ, составляют так называемую палинспастическую карту, на которой указывают положение геологических тел в пространстве (в частности, слои пород интересующего возраста) до происшедших позднее складчатых и разрывных деформаций.

Палеогеография имеет важное теоретическое и практическое значение. Во-первых, без восстановления палеогеографии не может быть и речи о восстановлении истории геологического развития Земли. Во-вторых, образование полезных ископаемых осадочного происхождения (экзогенных), а также глубинного происхождения полезных ископаемых (эндогенных) непосредственно связано с палеогеографической обстановкой. Таким образам, знание палеогеографии позволяет прогнозировать поиски месторождений полезных ископаемых; палеогеографические карты являются конкретной основой для составления подобных прогнозов.