Эндогенные геологические процессы. Колебательные движения прошлых геологических периодов.

Для изучения колебательных движений далекого прошлого рельеф земной поверхности уже не имеет значения, так как он сохраняется в разрезах земной коры относительно редко и обнаруживается с большим трудом. Для выяснения характера колебательных движений прошлых геологических периодов особенно большое значение имеют методы мощностей, фаций отложений и перерывов в осадконакоплении.

Метод мощностей. Выше указывалось, что колебательные движения на поверхности Земли проявляются в искаженном виде. В частности, прогибы могут быть: 1) полностью компенсированы накоплением осадков; 2) неполностью компенсированы накоплением осадков; 3) «перекомпенсированы», когда осадконакопление происходит быстрее прогибания.

В случаях, аналогичных первому, соотношение мощностей разреза осадочных пород и глубины прогибания района их накопления устанавливается однозначно и довольно надежно. Особенно наглядно это проявляется в разрезах угленосных толщ паралических бассейнов. Например, в Донецком каменноугольном бассейне в разрезе продуктивных (угленосных) отложений среднего ,и верхнего карбона насчитывается до 175 пластов и пропластков угля, чередующихся с относительно тонкими слоями песчаника, глинистых сланцев и известняков. Угли образованы за счет торфяников, развивавшихся в заболоченных лагунах на уровне моря. Породы, вмещающие угли, содержат мелководную фауну и отложены на незначительных глубинах. Отсюда следует, что поверхность Земли во время накопления продуктивных отложений Донбасса то находилась на уровне моря, то погружалась на глубину, не превышающую первые десятки метров. Но мощность угленосных отложений Донецкого бассейна достигает 10 км. Очевидно, что такая мощная толща переслаивающихся мелководных отложений могла образоваться только при постепенном прогибании земной коры, происходившем одновременно с накоплением осадков. При этом интенсивное тектоническое прогибание на поверхности Земли выразилось лишь в незначительных периодических погружениях. Иными словами, накопление осадков полностью компенсировало прогиб и мощность толщи осадочных образований примерно соответствует амплитуде прогиба.

Изучение разрезов мелководных отложений в различных районах СССР показало, что «в мелководных бассейнах с глубинами менее 200 м при достаточном притоке терригенного материала накопление осадков... всецело контролируется размером тектонического прогибания дна бассейна» (В. Е. Хаин, 1954 г.), т. е. мощности разрезов мелководных отложений соответствуют амплитудам прогибания дна бассейна, причем наибольшие мощности наблюдаются в центральных зонах таких бассейнов, где тектоническое погружение было максимальным.

Во втором возможном случае, когда поступление осадков явно недостаточно по сравнению со скоростью прогибания дна бассейна, наибольшее количество осадков накапливается в прибрежной зоне. В центральных же частях бассейна прогибание дна будет опережать накопление осадков и глубина будет неуклонно увеличиваться. Следовательно, амплитуда прогибания земной коры будет превышать мощность толщи осадочных пород. Установить же, насколько велико это превышение и какова истинная величина амплитуды прогиба, возможно лишь в исключительных случаях. Для этого нужно точно выяснить, на какой глубине отложены осадки, начинающие и оканчивающие данный разрез, что сопряжено с большими трудностями и далеко не всегда возможно.

В третьем случае, когда поступление осадков избыточно по сравнению со скоростью прогибания дна бассейна, уровень накопления осадков может повыситься и даже оказаться выше уреза воды: накопление осадков будет продолжаться в обстановке прибрежной аллювиальной равнины. В заключительную стадию существования бассейна при его отделении от океана накопление осадков может происходить даже на значительных абсолютных высотах (оз. Севан на Кавказе, оз. Иссык-Куль в Тянь-Шане и др.).

В. В. Белоусов считает, что в геологических разрезах чаще всего встречаются или мелководные морские осадки, отложенные на глубинах не более 200 м, либо континентальные отложения низменных аллювиальных равнин. Поэтому прогибание земной коры, как правило, компенсируется, по его мнению, накоплением осадков, т. е. мощности разрезов соответствуют амплитудам прогибания. В настоящее время глубоководные отложения в разрезах осадочных толщ обнаруживаются все чаще и чаще. Этого не следует забывать при использовании метода мощностей для определения амплитуд тектонических прогибов.

Метод фаций. Фации часто отражают основные особенности тектонического режима. Например, гранулометрический состав осадка в значительной степени определяется отношением скорости поднятия области размыва и скорости погружения бассейна осадконакопления. Интенсивные поднятия приводят к энергичному размыву и выкосу продуктов эрозии из области сноса, а погружение дна бассейна седиментации — к распределению принесенного из области сноса материала на площади бассейна. Быстрое прогибание выводит осадок из сферы воздействия волн, .и сортировка материала прекращается. Поэтому в глубоких, быстро прогибающихся депрессиях характерно накопление мощных толщ так называемых «мусорных песчаников», очень плохо отсортированных (например, нефтеносная толща куринской впадины на Кавказе).

Тектонический режим влияет не только на гранулометрический состав осадка, но и на минеральный. При быстром погружении и захоронении осадка сохраняется почти весь набор минералов, принесенных из области сноса, включая малоустойчивые на поверхности амфиболы, пироксены, эпидот и др. Происходит, таким образом, отложение полимиктовых песчаников, которые считают показателями интенсивного погружения и захоронения осадков. Характерна хорошая сохранность окаменелостей, даже нестойких хитиновых скелетов и бесскелетных организмов.

Быстрое погружение и медленное накопление осадков приводят к перемещению среды осадконакопления до батиальных и абиссальных глубин, на которых растворимы многие минералы и особенно карбонаты. Поэтому в составе осадков преобладают кремнистые или вулканогенные породы. Органические остатки почти целиком представлены пелагическими и планктонными формами.

При умеренной скорости прогибания сказываются перемывание и переотложение осадков. Неустойчивые минералы механически разрушаются и выветриваются. Появляются толщи красноцветных, глауконитовых и других пород. При медленном погружении и длительном пребывании осадка в незахороненном состоянии происходит обогащение его кварцем вплоть до образования кварцевых песков. При этом из акцессорных минералов обычно сохраняются только наиболее устойчивые (турмалин, гранат, циркон, дистен и др.).

Погружение более медленное, чем накопление осадков, приводит к подъему поверхности отложения над уровнем моря и к образованию континентальных фаций. Характерны частые перерывы и стратиграфические несогласия в разрезах. Аналогичный эффект могут вызвать и тектонические поднятия, возникающие на фоне общего погружения района осадконакопления. В этих случаях могут возникать изолированные бассейны отложения, характеризующиеся пониженной или повышенной соленостью воды, специфическими биоценозами и условиями осадконакопления.

Наконец, с перемежающимися поднятиями и погружениями поверхности отложения осадков (т. е. с вертикальными колебательными движениями) в подавляющем большинстве случаев связана также ритмичность (цикличность) — периодическое повторение в вертикальном геологическом разрезе однотипных комплексов отложений, обладающих одинаковой последовательностью и сходным составом. Каждый ритм состоит из более или менее постоянного для данной толщи числа литологически сходных слоев, сменяющих друг друга в неизменном порядке. Особенно четко ритмичность проявлена в прибрежных условиях, где колебательные движения сопровождаются периодическими наступаниями и отступаниями моря, которые выражены в характерной смене литофаций в трансгрессивных и регрессивных сериях.

По масштабу ритмичность различна: она выражается иногда в очень частой повторяемости сходных прослойков в пластах, иногда соответствует геологическим ярусам и отделам. В некоторых случаях ритмичность связана не с тектоническими, а с другими причинами (например, с эвстатическими колебаниями уровня моря, с сезонной сменой фаций в ленточных глинах и пр.).

Здесь мы рассмотрим ритмы угольных бассейнов, в которых ритмичность хорошо выражена и обнаружена ранее, чем в других толщах. Разрез ритма угленосных отложений слагают (снизу вверх): 1) континентальные отложения (песчаники с косой слоистостью — продукт отложения текучих вод, алевролиты, глины с остатками корневых систем растений, уголь); Заморские отложения (глины).

Вернуться назад к оглавлению "Общая Геология. Основы Геологии."