авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |

«ANCIENT SEDIMENTARY ENVIRONMENTS AND THEIR SUB-SURFACE DIAGNOSIS Richard C. Selley London Chapman and Hall Р. Ч. ...»

-- [ Страница 5 ] --

подповерхностная диагностика барьерных песчаных образований В связи с тем, что барьерные пески рассматриваются к а к по тенциальные коллекторы углеводородов, их подповерхностной ди агностике по буровым и геофизическим данным уделяется боль шое внимание. Об этом свидетельствуют материалы, опубликован ные в 1971 г. Д. Дейвисом, Ф. Этриджем и Р. Бергом.

Что касается геометрии этих осадочных образований, то они могут представлять собой шнурковые тела или покровы. Д е т а л ь ное изучение показывает, что покровы состоят из серии латераль но следующих друг за другом дискретных пляжных образований (как это показано на примере канадских меловых песчаников Ви кинг У. Эвансом). Пески наступающих барьерных баров образу ют последовательности, характеризующиеся укрупнением мате риала вверх по разрезу. Вниз по разрезу они постепенно перехо дят в морские сланцы и обычно имеют резкий верхний контакт.

Случается, что верхняя поверхность толщи барьерных песков об л а д а е т достаточным акустическим сопротивлением для использо вания ее в качестве сейсмического рефлектора (очевидно, эта си туация прямо противоположна той, которая наблюдается в случае русловых отложений, демонстрирующих измельчение материала вверх по разрезу, когда о т р а ж а ю щ и м горизонтом является по д о ш в а ). На рис. 87 приведена сейсмическая запись, полученная при модельных исследованиях барьерных песков Белли-Ривер (пров. Альберта, К а н а д а ). Они являются северным продолжени ем меловых песчаников Скалистых гор (США), рассмотренных ра нее. Иногда сейсмические данные можно использовать для карти рования отдельных песчаных баров и волнистой верхней поверх 159.

Р И С. 87. Г е о л о г и ч е с к а я м о д е л ь ( в в е р х у ) и сей с м и ч е с к и й р а з р е з (вни зу) меловых барьерных песчаников Белли-Ривер, пров. Альберта, (Кана д а ). По JI. Меккелю и Д. Нату, с разрешения Американской ассоциа ции геологов-нефтяни ков.

Песчаник: а — верхний, б — средний, в — нижний Р И С. 88. Г р а ф и к г а м м а - к а р о т а ж а и з а п и с ь н а к л о н о в д л я п е с ч а н ы х т е л берего в ы х б а р о в, и з о б р а ж е н н ы х на с х е м е ( в в е р х у ) :

/ — простирание от бара;

2, 3 — мода углов наклона, соответственно малых и больших ности барьерных песчаных покровов. Таким образом, диагностика условий осадконакопления может быть осуществлена еще до на чала бурения.

«Цитологически морские пески часто могут быть опознаны в о б р а з ц а х керна и буровой муки по степени их структурной н ми нералогической зрелости, наличию глауконита или обломков ра ковин и по отсутствию слюды и углистого детрита.

По керну скважин, пробуренных в отложениях песчаных баров, можно обнаружить серию осадочных текстур, связанных с профи лем, демонстрирующим огрубление материала вверх по разрезу (см. рис. 87 с п р а в а ). Д а ж е при отсутствии кернового материала этот тип записи, тем не менее может быть выявлен на графиках г а м м а - к а р о т а ж а или к а р о т а ж а по естественным потенциалам.

Д л я регрессивных барьерных песков характерен «голубой» мо тив графика наклонов, характеризующийся увеличением угла на клона вверх по разрезу. На розе-диаграмме хорошо видно бимо дальное и биполярное распределение наклонов. Д л я слоев, отве чающих этому типу записи, характерны небольшие углы наклонов в сторону моря, в то время как противоположная мода — с более крутыми углами наклона — отвечает передовым слоям, наклонен ным в сторону берега (рис. 88). Д а ж е когда биполярное распре деление не поддается полной расшифровке, направление наклонов при «голубом» мотиве записи может быть использовано д л я опре деления простирания бара и направления его оси. Такого рода ин формация крайне полезна при поисках стратиграфических зале жей, приуроченных к барьерным пескам, и при региональных па леогеографических исследованиях.

Литература: [19, 30, 32, 41, 64, 66, 74, 80, 91, 93, 101].

Г Л А В А VII СМЕШАННЫЕ ТЕРРИГЕННО КАРБОНАТНЫЕ БЕРЕГОВЫЕ Л И Н И И К смешанным терригенно-карбонатным береговым линиям от носятся те, где накопление карбоната происходит так близко к берегу, что он входит в состав не только собственно фации откры того моря, но и в состав отложений береговой линии.

Такие условия могут возникать под влиянием по крайней мере трех факторов, действующих изолированно или совместно. Сла бый принос терригенного осадка к береговой линии может быть обусловлен, во-первых, малым стоком, во-вторых, небольшим по ступлением осадка в том случае, когда хинтерланд представляет собой низину. В-третьих, когда сама береговая линия слабо изре зана, для нее характерна очень обширная приливно-отливная зо на, а отсюда и чрезвычайно широкое развитие фациальных поя сов, параллельных береговой линии. Во всех случаях терригенный 11 " п к. материал может выноситься на участки эстуариевых приливно-от лнвных отмелей вблизи речных устьев. Здесь он подвергается воз действию течений, которые перерабатывают эти осадки и выносят песок в барьерную зону. При этом береговые течения могут форми ровать в море бары, состоящие из карбонатного песка.

Особенно хороший пример такой смешанной карбонатно-тер ригенной береговой линии мы находим в миоцене бассейна Сурт (Сирт) в Ливии. Здесь, по-видимому, проявляется действие всех трех вышеозначенных факторов. Н и ж е приводится описание.

ливийская миоценовая береговая линия:

описание и интерпретация Бассейн Сирт (Сурт) сформировался в позднемеловое время в связи с направленным к югу расширением геосиклинали Тетиса за счет развития глыбовых дислокаций и опускания части щита Сахары.

К миоцену этот геосинклинальный прогиб о к а з а л с я в значи тельной степени заполненным карбонатами и сланцами. В тече ние позднетретичного времени происходила постепенная регрессия моря, прерываемая отдельными небольшими морскими трансгрес сиями. Во время одной из таких трансгрессий в нижнем миоцене (аквитанский — бурдигальский ярус) и были отложены осадки береговой линии, рассматриваемые ниже. Их изучение проводи лось в районе оазисов М а р а д а и Д ж е б е л ь - З е л т е н (рис. 89 и 90).

В западной части района на поверхности отмечается несогла сие между породами миоцена и олигоцена. Создается впечатление, что породы здесь испытали интенсивное субаэральное выветри вание. Олигоценовые известняки, л е ж а щ и е непосредственно под несогласием, подверглись окислению и замещению гипсом, они пронизаны корнями деревьев, которые росли на предмиоценовой поверхности. В ы ш е л е ж а щ и е миоценовые отложения береговой ли нии мощностью около 200 м перекрываются породами позднемио иеновой формации. В Д ж е б е л ь - З е л т е н их контакт несогласный, но к северу, в направлении центра бассейна, он становится постепен ным. В настоящее время контакт этих пород имеет наклон к севе ру приблизительно 1 : 1000. Если взять эту поверхность в качестве опорной, то можно видеть, что подстилающие миоценовые отложе ния были ранее смяты в пологую антиклиналь широтного прости рания, апикальная часть (замок) которой располагалась над неф тяным месторождением Зелтен. Отложения миоценовой береговой линии представляют собой разнообразные комбинации многократ но переслаивающихся фаций:

1) скелетных известняков п р е о б л а д а е т на юге (в сторону суши) 2) пластинчатых сланцев 3) т о н к о п е р е с л а и в а ю щ и х с я песков и сланцев 4) косослоистых песчаников п р е о б л а д а е т на юге (в сторону суши) и сланцев 162.

Р И С. 89. П о л о ж е н и е м и о ц е н о в о й б е р е г о в о й л и н и и в р а й о н е о а з и с а М а р а д а и Джебель-Зелтен, Ливия.

Примерный ареал распространения основных комплексов известковых песчаников отмечен точками. Эти комплексы тянутся вдоль осей двух миоценовых синклиналей, которые до этого и впоследствии характеризовались положительным трендом 5) русловых известковых к о м п л е к с ы ш н у р к о в ы х тел, с о с т о я щ и х из песчаников о т д е л ь н ы х линз, т я н у щ и е с я в близширот ном н а п р а в л е н и и Н и ж е дается последовательное описание и рассмотрение этих фа ций.

Фация скелетных известняков: описание. Скелетные известняки з а н и м а ю т почти полностью 200-метровый разрез, о б н а ж а ю щ и й с я на севере. К югу они теряют в мощности и сходят на нет, фаци ально з а м е щ а я с ь песчаниками и сланцами. Петрографически они представлены плохо сортированными средне- и крупнозернистыми карбонатными породами — пэккитами (packstones) *, состоящими * « П э к к и т » (от а н г л и й с к о г о zpackstone» по а н а л о г и и с в а к к и т о м от «.Wa kestone)—термин, в п е р в ы е и с п о л ь з о в а н н ы й Д а н х е м о м ( D u n h a m, 1962 г.) д л я обозначения карбонатных осадочных пород, в которых зерна образуют само с т о я т е л ь н ы й к а р к а с, но к о т о р ы е с о д е р ж а т т а к ж е н е к о т о р о е к о л и ч е с т в о к а р б о н а т н о г о и л и с т о г о ц е м е н т а ;

в а к к и т, по о п р е д е л е н и ю т о г о ж е а в т о р а, и л и с т а я к а р б о н а т н а я п о р о д а, с о с т о я щ а я более чем на 10 % из з е р е н д и а м е т р о м б о л е е 2 0 м к м (например, калькаренита), в советской литературе термин используется ограни чено.

11* Уступ Центр, часть района Джебель-Зелтен Джибель Зелюн Марада 10 км 22 км 17 км 15 км 15 кк Р И С. 90. К о р р е л я ц и я ф а к т и ч е с к и х р а з р е з о в, д е м о н с т р и р у ю щ а я изменение фаций вкрест миоценовой береговой линии в районе м е ж д у уступом М а р а д а и Джебель-Зелтеи.

В качестве опорной взята постмарадская эрозионная поверхность. Мощность правого разреза 180 м. Размеры частиц и частота косых слоев в известняках увеличиваются над замком антиклинали, в центральной части района Джебель-Зелтеп. Диаграммы демонстрируют направление наклонов косой слоистости. (Вертикаль направлена на север, А' — число измерений). А — известняки, биполярный характер распределения наклонов Jo6sсловлен, вероятно, воздействием приливно-отливных течений- доминирую щее направление на юг свидетельствует о преобладании переноса в сторону суши;

Б — известковые песчаники, биполярный характер накло нов, но доминирующим является направление в сторону открытого моря, вероятно, за счет осадконакопления под воздействием приливно отливных течений в эстуариевых руслах;

В — аллювиальные косослоистые пески, одномодальная (в сторону моря) ориентация наклонов J известняки открытого моря и барьерные известняки;

2 — лагунные и литоральные сланиы И песчаники;

Я — аллювиальные пески- 4~ эстуарисвые известковые песчаники ' Р И С. 91. Э р о д и р о в а н н а я ветром поверхность, д е м о н с т р и р у ю щ а я к р у п н о м а с ш т а б ную косую с т р а т и ф и к а ц и ю ;

ф а ц и я обломочных известняков береговых баров»

По [77], с разрешения Лондонского геологического общества из структурно связанных биокластических обломков и пеллет с интерстициальным микритом и спаритом. Они обладают, однако,, высокой межзерновой пористостью. Присутствуют т а к ж е б о л е е тонкозернистые калькарениты, кальцилютиты и кальцирудитьи Д л я этой фации характерна широкая региональная в а р и а б и л ь ность размера частиц, причем более грубые калькарениты концент рируются над сводом антиклинали Зелен, в то время к а к б о л е е тонкие карбонатные пески и илы располагаются к северу и югу.

Более грубозернистые известняки плоско- или косослоисты, толщина слоев в отдельных пачках достигает 1 м. На крупномасш табной карте видно, что здесь наблюдаются как плосконаклонные, так и корытообразные передовые слои, часто варьирующие в весь ма широком диапазоне. Отдельные плосконаклонные передовые слои могут быть трассированы по простиранию на расстояния бо лее 100 м. Корытообразные слои достигают в ширину 50 м (рис. 91). Ориентация этих структур показывает, что накопление осадков происходило за счет попеременно сменяющихся течений — направленных то в сторону суши (на юг), то в сторону моря (на север), хотя перенос первого типа преобладал. Более тонкие из вестняки обычно массивны и часто несут следы биотурбаций. В о многих местах слои известняка рассечены крупными промоинами глубиной в несколько метров. Они заполнены калькаренитами, аналогичными тем, в которых они прорезаны. Вдоль бортов про моин и на днищах часто л е ж а т (и маркируют их) переотложенная крупная известняковая галька и валуны диаметром до 1 м.

Известняки по большей части состоят из различной биоты р а з ной степени сохранности — от полностью сохранившихся организ мов, находящихся, очевидно, in situ, до сильно фрагментированных.

и истертых остатков. В состав биоты входят известковые водорос ли, мшанки, кораллы, пелециподы (такие, как устричные и гребеш ки), гастроподы, морские ежи, фораминиферы (включая милиоли ды и пенероплиды) и различные ассоциации ископаемых следов жизнедеятельности (включая Ophiomorpha).

Интерпретация. Д е т а л ь н о е сравнение ископаемых форм с сов ременными показывает, что они развивались в различных услови ях: при глубине от 0 до 50 м и при солености, отвечающей полно стью морским условиям и солоноватоводным, причем придонный энергетический уровень мог быть к а к высоким, т а к и низким.

Эти грубозернистые биокластические косослоистые известняки накапливались, по-видимому, в условиях развитой турбулентности.

Сравнение с современными карбонатными песками доказывает, что своим происхождением они обязаны мигрирующим береговым б а р а м и отмелям. Известны современные примеры таких осадоч ных передовых слоев на крутых склонах подобных образовании и субгоризонтальных слоев на их тыловых склонах [30].

Промоины и русла, расчленяющие отмели, могут быть аналога ми тех, что под влиянием приливно-отливных течений вырабаты ваются в современных карбонатных барах, как это утверждает В. Индрич. Эта интерпретация подтверждается и биополярным характером палеотечений (см. рис. 90).

Крутые борта каньонов и интраформационные известковые конгломераты свидетельствуют о постседиментационном диагене зе, аналогичном тому, с которым связано образование пляжного известковистого песка (beachrock) в условиях субаэральной экспо зиции современных карбонатных пляжей, описанных Р. Гинзбур гом.

Наиболее вероятно, что более грубозернистые известняки отла гались в мигрирующих в сторону суши береговых барах, которые периодически становились, выходя из-под моря, барьерными остро вами.

Накопление более тонкозернистых известняков, как правило, массивных, с включениями калькаренитов, происходило в услови ях более слабой турбулентности, в основном в зоне ниже волново го воздействия и, вероятно, на достаточно больших глубинах, как о том свидетельствуют найденные в них ископаемые (рис. 92).

Фация пластинчатых сланцев: описание. Слои сланца толщи ной 1—2 м широко распространены в рассматриваемом районе;

на севере они переслаиваются с известняками, на юге — с песча никами. Сланцы имеют серый или зеленый цвет, часто весьма сильно известковисты, содержат тонкие белые прослои кальцилю тита. Д л я всей серии характерна пластинчатость, местами встре чаются знаки ряби и ископаемые следы жизнедеятельности орга низмов.

Устричные рифы находятся внутри толщи сланцев, а т а к ж е отделяют последние от н и ж е л е ж а щ и х известняков. Они зачастую имеют мощность до 1 м и состоят из длинных и тонких раковин (in situ) устриц, ориентированных вертикально, причем макушки рако вин направлены вниз (рис. 93). Кроме раковин устриц в этой ф а Энергетический -С (к морю) уровень г Высокий низкий Р И С. 92. С х е м а п р е д п о л а г а е м о г о ф о р м и р о в а н и я б е р е г о в ы х б а р о в, ф а ц и я ске л е т н ы х и з в е с т н я к о в. По [77], с разрешения Лондонского геологического об щества.

Энергетический уровень определялся по размерности материала: высокому энергетическому уровню отвечают грубозернистые осадки, низкому — тонкие.

/ — средне- и тонкозернистые пески зоны открытого моря;

I l — средне- и крупнозернистые пески с крутым наклоном передовых слоев в сторону суши и субгоризонтальными обрат ными слоями;

111 — средне- и тонкозернистые пески намывных конусов;

IV — фация плас тинчатых сланцев;

V — барьерный бар, расчлененный ложбинами;

созданные ими фестон чатые формы выполнены конгломератами Р И С. 93. У с т р и ч н а я о т м е л ь : с т в о р к и р а к о в и н н а х о д я т с я в в е р т и к а л ь н о й п о з и ц и и р о с т а. По [77], с разрешения Лондонского геологического общества щ,ии встречаются мшанки и известковые водоросли, а т а к ж е остат ки растений.

Интерпретация. Пластинчатость и тонкозернистость, присущие породам этой фации, свидетельствуют об осаждении осадка из •суспензии в обстановке с низким энергетическим уровнем. Как по к а з ы в а ю т ископаемые, соленость изменялась от нормальной морской до солоноватой. Соблюдение всех этих условий могло «быть обеспечено либо на относительно большой глубине (ниже зоны волнового воздействия), либо на мелководье, отделенном от открытого моря. Солоноводные элементы фауны и тип переслаи в а н и я сланцев в направлении моря с карбонатными отмелевыми •отложениями предполагает верность последнего. Таким образом, накопление фации пластинчатых сланцев может быть соотнесено с лагунной обстановкой.

Фация переслаивающихся песчаников и сланцев: описание.

Т р е т ь я фация рассматриваемой толщи встречается в виде линзо о б р а з н ы х образований мощностью 2—3 м, переслаивающихся со всеми другими фациями. В качестве эрратических включений эти л и н з ы известны во всем районе, но наиболее типичны они для участка Д ж е б е л ь - З е л т е н и для нижних частей разрезов, обнажен ных на севере. Эта фация содержит пески, тонкослоистые песча ники и сланцы с редкими тонкими прослоями лигнита и корне носными горизонтами. Песчаники тонкозернисты, хорошо сортиро в а н ы, глинисты. Они бывают массивными, слоистыми или микро косослоистыми. В ассоциации с ними встречаются очень тонкие, с •еще более тонкой микрослоистостью, пески, глинистые пески и глины. К а к правило, для них типичны знаки ряби и обилие следов жизнедеятельности ископаемых организмов в виде вертикальных или «/»-образных заполненных песком трубок, ассоциируемых со следами жизнедеятельности ископаемых рода Diplocraterion (рис.

94).

Эти осадки рассечены сильно изогнутыми руслами глубиной до 20 м и шириной до 80 м. Эти русла выполнены осадками, де монстрирующими закономерную последовательность осадочных текстур и измельчение материала по вертикали (рис. 95). Р а з м ы тые днища русел перекрыты конгломератом, который постепенно переходит в толщу косослоистых известковых песчаников мощ ностью в несколько метров. На этих последних залегают микро косослоистые, со следами жизнедеятельности беспозвоночных и з н а к а м и ряби, очень тонкие пески, глинистые пески и глина с по л о г и м наклоном от бортов русла и последующим переходом в плоскослоистые сланцы (рис. 96).

Интерпретация. Характерная для этой фации тонкозернистость у к а з ы в а е т на ее отложение в обстановке с относительно низким энергетическим уровнем. Песчаные знаки ряби и микрокосослоис т.ость в песках, супесях и глинах подтверждают, что седимента ция происходила в условиях действия очень слабых течений с пульсирующей скоростью, что попеременно то вызывало миграцию песчаной ряби, то приостанавливало этот процесс, позволяя о с а ж РИС. 94. Тонкопере слаивающнеся очень тонкие песчаники и сланцы с ископаемыми следами жизнедеятель ности Diplocraterion. По [77], с разрешения Лон донского геологического общества Р И С. 95. Серии осад ков приливно-отливно го канала стока. По [77], с разрешения Лон донского геологического общества.

1 — базальная эрозионная поверхность;

2—остаточный конгломерат;

3 — кососло истые среднезернистые пес чаники бара в канале сто ка;

4 — косослоистые тон кие отмелевые пески;

5 — выполняющие канал плас тинчатые алевролиты 100 н 70 м M Р И С. 96. П р и л и в н ы е к а н а л ы с т о к а. По [77], с разрешения Лондонского геологи ческого общества.

А—Б, В—Г — линии разрезов;

1 — пластинчатые алевролиты (заполнение канала);

2 — тон кие пески и илы со следами жизнедеятельности ископаемых организмов и знаками ряби;

3— косослоистые галечные песчаники (остаточные отложения канала);

4— известняки даться глинистым частицам из суспензии. Образущийся в резуль тате тип напластования и связанные с ним обильные вертикальные следы жизнедеятельности организмов хорошо сравнимы с осад ками современной приливно-отливной отмели, такой как описана для побережья Северного моря JI. Ван-Страатеном. Морфология и осадки русел аналогичны тем, которые формируются в приливно отливных каналах, дренирующих современные илистые отмели.

Другим свидетельством в пользу того, что накопление этой фации происходило в условиях мелководья, служит наличие лигнитовых прослоев и корненосных горизонтов, происхождение которых может быть связано с солеными м а р ш а м и на обращенной в сторону су ши стороне прйливно-отливных отмелей. Редкие трещины высы хания т а к ж е свидетельствуют о мелководном происхождении этой фации.

Фация косослоистых песчаников и сланцев: описание. Она за нимает самый южный из идущих субпараллельно берегу бассейна Сурт поясов. Эта фация лучше всего развита в пределах южного уступа района Джебель-Зелтен, а т а к ж е встречается, переслаива ясь с другими фациями, описанными выше, у подошвы уступов, обращенных к северу, включая М а р а д а.

Эта фация подразделяется на три переслаивающихся субфа ции. На две трети она состоит из плохо сортированных бледно желтых неконсолидированных песков — от грубозернистых до тон ких. Более грубые пески встречаются в виде пачек 5—6-метровой мощности, имеющих эрозионные подошвы, часто перекрыты тон кими конгломератами с кварцевой галькой. Конгломераты имеют плоскую и корытообразную косую слоистость с высотой слойков 30—40 см и объединены в вертикально сгруппированные надсви ты. Ориентация передовых слоев и осей промоин свидетельствует о воздействии течений, направленных к северу (см. рис. 90). Более тонкозернистые пески — глинистые, массивные, иногда имеют плоскую слоистость.

Вторая субфация, переслаивающаяся с первой, включает плас тинчатые сланцы, которые встречаются как в виде покровов, т а к и выполняют мертвые русла. Их можно отличить от фации плас тинчатых сланцев на севере, так как они не бывают в противопо ложность последним известковыми, а будучи помещенными в во ду, разбухают и распадаются. Это предполагает, что они в значи тельном объеме состоят из монтмориллонита.

Третья субфация представлена тонкими напластованиями, тол щиной всего лишь несколько сантиметров, лигнита, сферосидери тового известняка и ожелезненного песка, пронизанного корнями растений.

Фация косослоистых песчаников и сланцев содержит обиль ную, разнообразную и хорошо сохранившуюся фауну позвоноч ных;

сюда входят кости наземных млекопитающих, таких как древ ние слоны, верблюды, жирафы, антилопы и хищники, а т а к ж е кости животных частично (крокодилы, черепахи) или полностью обитающих в воде (рыбы). Эти кости находятся в песчаных отло жениях вместе с принесенными стволами деревьев. В переслаива ющихся с песками сланцах содержатся остатки растений и конти нентальных гастропод Hydrobia.

Интерпретация. Фация отличается от трех предыдущих преобла данием терригенных осадков и континентальных ископаемых. Это, вместе с особенностями осадочных текстур и направленными к северу палеотечениями, доказывает, что ее накопление происхо дило в аллювиальной обстановке (см. гл. 2, отличительные приз наки аллювиальных условий).

171.

Соответственно можно считать, что образование песчаной суб «фации приурочено к речным руслам, в то время как сланцы и тон кие пески накапливались на участках за прирусловыми в а л а м и и •на поймах. Сланцы, выполняющие русла, представляют собой о с а д к и старичных озер. Тонкие известняки, ожелезненные слои, л и г н и т ы и корненосные горизонты — это древние почвенные образования, которые, вероятно, формировались на прирусловых в а л а х и в межрусловых понижениях. Большие объемы сланцев о з н а ч а ю т, что накопление аллювия было скорее связано с меанд рирующими руслами, чем с ветвящимися реками. Фауна позвоноч ных предполагает господство климата, типичного для саванн.

В заключение отметим, что формирование фации косослоистых песчаников и сланцев происходило на низменной аллювиальной прибрежной равнине, которая к северу — в направлении моря — незаметно сливалась с приливно-отливной отмелью.

Фация русловых известковых песчаников: описание. Пояса опи санных выше четырех фаций, тянущиеся п а р а л л е л ь н о берегу бас сейна Сурт, локально пересекаются идущими в северном направле нии русловыми известковыми песчаниками последней, пятой, фа ции.

Условно они могут быть подразделены на два типа: мелкие изолированные русла, выполненные песчанистым известняком, и крупные русловые комплексы (радиально направленные) с из вестковым песчаником.

Русла первого типа сосредоточены у подошвы южного уступа Д ж е б е л ь - З е л т е н, где они переслаиваются с аллювиальными отло ж е н и я м и. Они т а к ж е встречаются у подошв других скарпов вблизи нефтяного месторождения Зелтен и могут быть трассированы на том ж е уровне на значительные расстояния на север — вплоть до уступа М а р а д а. Русла этого типа имеют глубину около 10 м при ширине 300 м. На отдельных участках они хорошо обнажены, бу дучи глубоко отпрепарированы в результате эксгумации рыхлых песков и сланцев, с которыми они переслаиваются (рис. 97). Эти русла включают плохо сортированные средне- и грубозернистые песчаные известняки с обломками морских раковин, смешанных с кварцем и микритовым матриксом. Они подстилаются информа ционными из источенной кавернами известняковой гальки конгло мератами. В них наблюдается косая слоистость, широко изменяю щ а я с я по масштабу и типу;

реже встречаются массивные или плоскослоистые пески и со з н а к а м и ряби. Имеются вертикальные ископаемые следы жизнедеятельности беспозвоночных, особенно в б о л е е тонких осадках верхних частей русел, иногда отложения пронизаны корнями растений.

Главные русла приурочены к двум местам, и благодаря хоро шей обнаженности могут быть представлены в виде изопахит (см. рис. 89). У пункта Регуба эта фация имеет мощность около 200 м. У гребня южного скарпа Д ж е б е л ь - З е л т е н располагается покров известкового песчаника, простирающийся в виде линзы широтного направления. Ее ширина составляет приблизительно Р И С. 97. М е а н д р и р у ю щ е е э с г у а р и е в о е р у с л о, в ы п о л н е н н о е к р е п к и м п е с ч а н ы м известняком.

Будучи отпрепарировало в рыхлых аллювиальных песках и сланцах, в настоящее время оно выходит Era поверхность в виде протяженной извилистой плосковершинной гряды холмов 25 км при глубине 30 м. На северном уступе Д ж е б е л ь она разде ляется на серию отдельных русел, которые трассируются север нее, в верхней части разреза уступа, вблизи нефтяного месторож дения Зелтен. Одно или два песчаных русла отмечаются на том ж е уровне в р а з р е з е уступа М а р а д а.

Петрографически эта фация состоит из грубых и очень грубых, иногда галечных, известковых песчаников. Они группируются в серию сливающихся русел, выполненных осадками с варьирующей в широком диапазоне корытообразной и плосконаклонной косой слоистостью. Иногда в них отмечаются постседиментационные де формации, связанные со смещением плывунных песков. З а исклю чением биотурбаций, эта фация не содержит никаких ископаемых in situ. Здесь имеются фрагменты раковин морских моллюсков, кости, зубы и древесина.

Палеотечения, направление которых определяет косая слоис тость, биполярны, причем главное направление ориентировано на север (см. рис. 90). Д и а г р а м м а распределения палеотечений, пост роенная по обнажениям для участка вблизи Джебель-Зелтен, вы являет их регионально-радиальный характер, Интерпретация. Очевидно, что накопление этой фации происхо дило в условиях действия высокоскоростных течений в пределах русел. Палеотечения и смешение морских карбонатных осадков и раковин с терригенным песком, костями и древесиной свидетель ствуют о существовании разнонаправленных течений. К а ж е т с я весьма вероятным, что эта ф а ц и я связана происхождением с эсту ариями, испытывающими воздействие сильных приливно-отливных течений.

Л о к а л и з а ц и я двух главных русловых комплексов у пункта Ре губа и Д ж е б е л ь - З е л т е н не случайна: оба они тянутся вдоль мери диональных домиоценовых палеоподнятий, к которым приурочено 173.

Р И С. 98. Б л о к - д и а г р а м м а, и л л ю с т р и р у ю щ а я п р е д п о л а г а е м о е п р о и с х о ж д е н и е о т л о ж е н и й м и о ц е н о в о й б е р е г о в о й л и н и и б а с с е й н а С у р т, Л и в и я. По [77], с разре шения Лондонского геологического общества I—V — обстановки осадконакопления и фации. I — фация пластинчатых сланцев с устрич ными горизонтами: а — открытая лагуна, б — замкнутая лагуна;

I l — фация скелетных известняков: косослоистые ракушечные пески, отлагавшиеся мигрирующими в сторону бе рега крупными песчаными волнами (мегарябь);

111— фация переслаивающихся сланцев и песчаников со следами жизнедеятельности ископаемых организмов, знаками ряби и вы полненными илами промоинами: литоральная отмель и небольшая приливная бухта;

IV — фация косослоистых песчаников и сланцев с прослоями лигнита, корненосными горизон тами и палеопочвами: аллювиальная обстановка;

V — фация русловых известняковых пес чаников: шнуровидные комплексы, радиально тянущиеся в сторону моря;

биполярная ко сая слоистость, смешение континентальной и морской фауны: эстуариевые русла;

1—4 — геоморфология: 1 — бары и барьерные пляжи дальней прибрежной зоны;

2— лагуны;

3 — приливно-отливные отмели и бухты;

4 — прибрежная аллювиальная равнина несколько крупных месторождений нефти. Это доказывает, что в миоценовое время по этим двум трендам происходили отрицатель ные движения, способствуя формированию эстуариев там, где они васчленяли береговую линию.

Миоценовая береговая линия бассейна Сурт: дискуссия. В з а к лючение можно отметить, что рассмотренный случай представляет прекрасный пример смешанной карбонатно-терригенной береговой линии. С севера на юг относительно глубоководные карбонаты переходят вверх по склону в более грубозернистые ракушечные пески, отложенные на мелководье. Южнее эти пески переслаива ются с тонкими терригенными илами и песками лагунного и при ливно-отливного отмелевого происхождения. В свою очередь, эти последние переходят (в направлении суши) в фации прибрежной аллювиальной равнины. Л о к а л ь н о береговая линия прерывается эстуариями, с которыми связан принос в прибрежную зону круп нозернистых песков (рис. 98).

Течения редко имели скорость, позволяющую выносить эти обломки за пределы барьерной зоны. По-видимому, слабые син седиментационные движения контролировали распределение фа ций. Концентрация грубых осадков и приуроченность косой сло истости в известняках к участку над тянущимся широтно замком антиклинали Зелтен предполагает, что последняя представляла собой миоценовое палеоподнятие, на котором происходило накоп ление барьерных карбонатов. Аналогично этому два главных эстуария располагались, видимо, вдоль оси опускания, ориентиро ванной к северу.

Анализ палеотечений показывает, что карбонатные пески отла гались преимущественно направленными вверх по склону (в сторо ну берега) палеотечениями, и, таким образом, осаждались в зонах более мелководных, чем те, где они формировались. Напротив, кварцевый песок выносился со щита Сахары и отлагался на ал лювиальной равнине и приливно-отливных отмелях. Только с а м а я тонкая ф р а к ц и я терригенного осадка выносилась в лагуны. Смеши вание снесенного с суши кварцевого песка и морского карбонатно го детрита происходило только в эстуарных руслах, по-видимому, з а счет действия приливно-отливных течений.

и экономические дискуссия аспекты Береговые линии, где карбонаты береговых баров располага ются бок о бок с континентальными терригенными фациями, яв л я ю т с я переходными между кластическими береговыми линиями (где карбонатная седиментация, если таковая и происходит, огра ничена зоной открытого моря) и карбонатными береговыми лини ями (где терригенная седиментация незначительна). Описание бе реговых линий первого типа дана в предыдущей главе, послед ние будут рассмотрены дальше. Смешанные береговые линии, кро ме миоцена Ливии, известны в перми западной части Техаса (гл. IX). В этом случае мелководные калькарениты переходят (в направлении суши) через лагунные отложения в континентальные красноцветы и эвапориты;

выше них залегают рифовые известня ки, демонстрирующие аналогичное изменение фаций в том ж е направлении.

Действительно, комбинация условий, способствующих возник новению смешанных карбонатно-терригенных береговых линий (т. е. сочетание слабого приноса терригенного материала и арид ности к л и м а т а ), особенно благоприятны для роста рифов. Воз можно, рифы более типичны для смешанных береговых линий, чем карбонатные песчаные банки.

Рассмотренные в этой главе береговые линии имеют в а ж н о е экономическое значение. Нет необходимости углубляться в этот вопрос, поскольку экономическое значение аллювиальных отложе ний — с точки зрения поисков полезных ископаемых, у ж е дано в соответствующем разделе, а экономические аспекты карбонатных баров и рифов будут рассмотрены далее.

Литература: [30, 77].

ГЛАВА VIII ШЕЛЬФОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ:

КАРБОНАТНЫЕ И Т Е Р Р И Г Е Н Н Ы Е общая теория осадконакопления на морских шельфах В трех предшествующих главах были описаны отложения бе реговых линий. Когда с суши поступает такое большое количест во осадка, что морские течения не могут его переработать, обра зуется дельта. Там же, где морские течения способны перераспре делять весь поступающий осадочный материал, формируются ли нейные (с барами и барьерами) береговые линии.

По мере уменьшения притока осадка в направлении моря низ менная приливно-отливная отмель может переходить в морской шельф, где бары дальней прибрежной зоны, или песчаные волны, формируемые приливно-отливными течениями, мигрируют по рас члененным эрозионным поверхностям. Там, где приток терриген ного осадка в прибрежную область незначителен, вместо этого могут накапливаться карбонатные пески или илы. В этой главе речь пойдет о терригенных и карбонатных осадках шельфовых морей.

На Земле существует значительное число областей, где отно сительно тонкие (как правило, менее 1000 м) карбонатные толщи занимают площади в тысячи квадратных километров, образуя стратиграфические последовательности типа так называемого «сло еного пирога», легко поддающиеся корреляции.

Согласно данным палеонтологии эти отложения формирова лись в условиях относительно неглубокого моря. И хотя рассмат риваемые отложения в настоящее время могут занимать тектони ческие впадины, их накопление, по-видимому, происходило на об ширных шельфах с весьма слабыми уклонами л о ж а.

Использование современных шельфовых морей в качестве ана логов древних морей шельфа затруднительно по двум причинам:

во-первых, в настоящее время на Земле, по-видимому, нет столь обширных горизонтальных шельфов, какие существовали в прош лые геологические эпохи;

во-вторых, современные шельфы недав но испытывали осушение при опускании уровня моря во время оледенений. Современные осадки областей шельфа, теперь хотя и переработанные приливно-отливными течениями, по сути были принесены и отложены флювиогляциальными процессами. Таким образом, эти реликтовые осадки не могут быть соответствующим аналогом древних шельфовых отложений, как это показано в ра ботах К. Эмери и Д. М а к м а н у с а.

Однако существует два или три современных шельфа, в пре делах которых осадки имеют градационную слоистость и нахо дятся в состоянии баланса с режимом действующих течений. В качестве одного из таких примеров Г. Ш а р м а называет ш е л ь ф Зона Y Зона Z ЗонаХ Водорослевая слоистость Косая слоистость ОСАДОЧНЫЕ Водорослевые строматолиты Косая микрослоистость И с к о п а е м ы е следы жизне — ТЕКСТУРЫ дея гельности Промоины Листоватая Трещины высыхания ЛИТОЛОГИЯ Ф е к а л ь н ы е пеллеты, О о л и т о в ы е и с к е л е т н ы е пески, рифь и н т р а к л а с т ы, скелетные Ил пески, ил Аргиллит Ваккит Ваккит-пэккит-зернистый известняк-пэккит Р И С. 99. М о д е л ь о с а д к о н а к о п л е н и я на ш е л ь ф е по з о н а м «X», «У» и «Z». Пред ложена М. Ирвином [38].

Зоны: 1 — ниже базы волны;

2 — мегарябь, барьерные острова, рифы;

3 — лагуны, при ливно-отливные отмели, себха;

4 — база эйфотической зоны;

5 — эффективная база волны Берингова моря. З а более подробными описаниями современных шельфов мы отсылаем читателя к работам Д. Свифта с соавтора ми и специальному выпуску под редакцией Д. Стэнли и Д. Свиф та [49]. Одним из наиболее хорошо известных шельфовых морей, где происходит накопление карбонатов, является Персидский за лив.

О б щ а я теория карбонатовой седиментации на шельфах была предложена М. Ирвином [38] и основана на изучении карбонатов Уиллистонского бассейна Северной Америки. Именно этот пример будет детально рассмотрен в настоящей главе. Н о прежде всего опишем модель эпиконтинентального моря Ирвина.

В пределах толщи известняков, таких как встречаются в Уил листонском бассейне, можно выделить три главные осадочные фации, замещающие латерально (по направлению от центра бас сейна к его окраинам) одна другую: кальцилютиты, переходящие через скелетные ваккиты и пэккиты в зернистые известняки* (скелетные и оолитовые), которые через пэккиты переходят в вак киты, микрокристаллические доломиты и эвапориты.

Взаимоотношения этих фаций М. Ирвин объясняет так: если речь идет о морском шельфе, то для последнего характерно при сутствие двух горизонтальных поверхностей (уровень моря и уро вень волнового воздействия), они идут в сторону берега поперек наклона морского дна (рис. 99). В более глубокой части бассейна, ниже базы волны, из суспензии осаждаются тонкие слоистые илы;

фауна, как правило, сохраняется in situ, не подвергаясь дробле нию. Такие условия могут господствовать на площадях в тысячи * З е р н и с т ы й и з в е с т н я к ( « g r a i n s t o n e » ) — термин, и с п о л ь з о в а н н ы й Д а н х е м о м д л я обозначения зернистой карбонатной породы с небольшим количеством свя з у ю щ е й м а с с ы или без нее;

ч а с т и ц ы песчаной р а з м е р н о с т и, из к о т о р ы х по преи м у щ е с т в у состоит э т а п о р о д а, п л о т н о п р и л е г а ю т д р у г к д р у г у.

12 Зак. 803 квадратных километров. Эту зону М. Ирвин определил как зону «X». Т а к как морское дно поднимается в направлении края шель фа, оно оказывается под действием двух факторов: освещенности и турбулентности. Н и ж н я я граница эйфотической зоны находит ся приблизительно на глубине 80 м *, хотя она варьирует в зави симости от степени мутности. Фотосинтез, осуществляемый водо рослями, может происходить только в пределах эйфотической зо ны. Этот процесс приводит к двум в а ж н ы м результатам: благода ря ему увеличивается содержание кислорода в воде, что делает ее пригодной д л я развития животного мира, а кроме того, водо росли являются поставщиками пищи для живых организмов.

Таким образом, в пределах эйфотической зоны буйно развиваются фито- и зоопланктон, составляющие основу пищевых цепей более крупных организмов. Многие из них — поставщики карбоната кальция. Там, где морское дно находится в пределах эйфотической зоны, его могут колонизировать организмы с крупной раковиной.

Д н о мелководий временами частично о б н а ж а е т с я и подвергается воздействию течений, что приводит к разрушению скелетного ма териала, образующего биокластические пески и илы. Нижний пре д е л действия течений устанавливается не вполне определенно: на д н е современных океанов течения иногда бывают достаточно силь ными, чтобы переносить песок (см. с. 241). Одной из очень старых геологических концепций является представление об «эффектив ной базе волны», за которую принимается нижний предел той зо ны, где осуществляется транспортировка осадка за счет орбиталь ного движения волн. Она, как считается, простирается приблизи тельно до глубины 200 м, т. е. до края континентального шельфа.

Н и ж н я я граница зоны волнового воздействия определяется дли ной волн и их периодом. Очевидно, что эти параметры варьируют о т места к месту и в зависимости от сезона. Кроме того, конти нентальные шельфы испытывают воздействие волн, не только по р о ж д а е м ы х ветром, но и приливно-отливных течений. Поэтому точное определение глубины нижней границы зоны волнового воз действия сопряжено с большими трудностями.

В о з в р а щ а я с ь к модели М. Ирвина с ее «X», «Y» и «Z» зонами, следует отметить, что в направлении от центра бассейна к его окраине выделяется некая критическая глубина, на которой актив ность течений на морском дне оказывается достаточной д л я взму чивания ила, т а к что там может накапливаться лишь песок. Р а д и удобства можно определить эту глубину как «эффективную базу волны», но вводя такое понятие, мы не подразумеваем какой-то точно фиксированной глубины и допускаем, что этот уровень не является собственно нижним пределом волнового воздействия и приливно-отливных течений.

М. Ирвин определил мелководную обстановку с высоким энер гетическим уровнем как зону «У». Морское дно может представ л я т ь собой эродированную поверхность коренных пород, где соз * В книге н а п е ч а т а н о ошибочно 8 см вместо 80 м ( т и п о г р а ф с к а я о п е ч а т к а ).

178.

даются турбулентные условия, или ж е дно моря может б ы т ь песчаным, где эти процессы менее развиты. На современных кон тинентальных шельфах существуют песчаные волны, во многих от ношениях напоминающие эоловые дюны пустынь (см. [ 7 4 ] ).

Эти пески могут быть терригенными, но в тех районах, г д е принос материала с суши невелик, морское дно выше эйфотичес кой зоны может быть заселено организмами, производящими кар бонат кальция. Под действием течений постоянно происходит разрушение скелетного материала. Образующиеся в р е з у л ь т а т е биокластические пески могут переноситься мигрирующей рябью и мегарябью, в то время как более тонкий ил образует суспензию,, чтобы в конце концов осадиться на более глубоком и с более спокойными условиями дне океана зоны «X». В экстремальных слу чаях морское дно могут занимать колонии организмов, чьи скеле ты устойчивы к действию течений и которые формируют рифы.

Рифы — особый тип обстановки осадконакопления зоны «У», при чем значение этого типа условий накопления осадков столь вели ко, что рифы будут рассмотрены в следующей главе.

Иногда в зоне «К» образуются ооиды, которые представляют собой сферические известняковые образования, формирование ко торых происходит за счет концентрического нарастания слоев ара гонита вокруг некоего ядра — обычно скелетного обломка или кварцевого зерна. Ооидная формация отмечается обычно там, г д е теплые воды защищенного шельфа или лагуны смешиваются с бо лее холодными водами открытого моря. Таким образом, косослоис тые оолитовые пески обычно накапливаются в зоне «У» либо в i виде узких песчаных тел, в к а н а л а х приливно-отливного стока, либо в виде обширных покровов там, где ооидная мегарябь ми- I грирует в пределах шельфа. Край современной Большой Б а г а м ской банки — известный пример именно такой ситуации (см. [25] и др.).

Таким образом, с обстановкой зоны «У» связано накопление скелетных или оолитовых грубозернистых известняков (в тех час- ' тях этой зоны, где турбулентность особенно высока) и пэккитов в- ;

более защищенной области. Эти известняки заменяются в а к к и т а м и по мере перехода зоны «У» в более глубоководную зону «X». В т о время как последняя может занимать тысячи квадратных кило- ;

метров, зона «У» нередко представляет собой пояс шириной всего ' несколько десятков километров, протягивающийся п а р а л л е л ь н о / краю шельфа. Эта простая картина часто бывает осложнена д и ф - / ференцированными поднятиями и опусканиями морского дна.

Д а л е е к берегу за этими барьерными песками, характерными для обстановок с высоким энергетическим уровнем, слабое под нятие морского дна в сторону суши продолжается. В этих защи щенных водах с низким энергетическим уровнем преобладают лагунные условия. Современные карбонатные лагуны хорошо опи саны в ряде известных работ [86] и др. Д л я них характерно накопление скелетных песков и песков с фекальными пеллетами, которые за счет более спокойных условий являются микритовыми 12* (пэккитами и микритами). Д а л е е в направлении суши на прилив но-отливных отмелях их сменяют тонкослоистые, иногда с верти кальными ископаемыми следами жизнедеятельности беспозвоноч ных, карбонатные илы. Микрослоистость часто обязана своим про исхождением водорослям, могут встречаться и водорослевые стро матолиты. Приливно-отливные отмели бывают дренированы кана лами стока. С у б а э р а л ь н а я экспозиция благоприятствует ранней литификации осадков приливно-отливных отмелей. Последующее подтопление способствует постседиментационной эрозии недавно сцементированного известкового осадка. Поэтому для отложений лагун и приливно-отливных отмелей типичны интраформационные обломки (интракласты). Они входят к а к в конгломераты на дни щах каналов приливно-отливного стока, и встречаются вместе со скелетами и фекальными пеллетами в илистых отложениях.

В условиях высокой солености могут образовываться доломи ты и эвапориты. Вопрос о том, о с а ж д а ю т с я ли они на дне лагун непосредственно или формируются в процессе постседиментацион ного замещения карбонатных илов в пределах приливно-отливной зоны, широко дискуссировался. Н а участках современных берего вых линий аридной зоны, таких как Б а й я - К а л и ф о р н и я или Tpy сиэл Кэуст (Берег перемирия) в Персидском заливе, в подобных условиях широкое развитие получают засоленные себхи, где в настоящее время происходит образование эвапоритовых минера лов, к а к это описывается в работах Д. Шермана, Г. Эванса с соавторами, Д. Кинсмана и др. По-видимому, поскольку солнце здесь палит немилосердно, лагунная рапа проникает по капилля рам в межпоровые пространства карбонатных осадков себхи. Там по мере испарения флюидов и концентрации рапы и происходит замещение вмещающего осадка с образованием доломита, гипса, ангидрита, галита и других эвапоритовых минералов. Эту фацию пеллетовых известняков, доломитов и эвапоритов М. Ирвин опре делил как зону «Z». На рис. 100 показан вертикальный разрез карбонатных фаций, отлагавшийся при последовательной смене обстановок осадконакопления по зонам «X», «У», «Z».

Приведенная интерпретация может быть предложена в качест ве общего объяснения процессов седиментации в пределах берего вых линий карбонатных шельфов. Конечно, это весьма упрощен ная модель, были р а з р а б о т а н ы и другие — более сложные схемы, принимающие во внимание не только глубину базы волнового воздействия, но т а к ж е глубину эйфотической зоны и экологичес кую зональность развития организмов-поставщиков карбоната кальция [ П О ].

Н и ж е будут рассмотрены и подробно обсуждены (поскольку они являются типичными отложениями карбонатного шельфа) осадки миссисипия * Уиллистонского бассейна Северной Америки.

* Миссисипский период, миссисипий — период палеозойской эры (после де вона, до пенсильвания) от 345 д о 320 млн. лет, приблизительно эквивалентен р а н н е к а м е н н о у г о л ь н о м у периоду Е в р о п ы.

180.

Тип зерна Р И С. 100. С х е м а, и л л ю с т р и р у ю щ а я в е р т и к а л ь н у ю п о с л е д о в а т е л ь н о с т ь фаций, о б р а з о в а н н у ю п р о д в и ж е н и е м в с т о р о н у м о р я е д и н и ч н о г о и н к р е м е н т а зон X, YhZ.

1 —себха;

2 — приливно-отливная отмель и бухта;

3 — водорослевые строматолиты;

4 — ла гуна;

5 — барьерный бар, приливной канал стока и шельфовая песчаная волна;

6 — зона ниже базы волнового воздействия отложения миссисипия (нижний карбон) уиллистонского бассейна, северная америка:

описание и интерпретация Уиллистонский бассейн занимает территорию площадью в а многие сотни квадратных километров (штаты Монтана и Д а к о т а С Ш А и провинции Альберта, Саскачеван и Манитоба, К а н а д а ).

Его заполняет толща осадочных пород мощностью более 5 км, причем возраст осадков охватывает все геологические периоды.

Эти породы в основном связаны с мелководьем и лишь в слабой степени тектонически деформированы;

наклоны слоев в сторону центра впадины локально прерываются антиклинальными флек сурами. В позднепалеозойское время к северу от Уиллистонского бассейна в бассейнах Альберта и Маккензи — вплоть до Арктики происходило накопление карбонатов. Эти породы включают глав ным образом сланцы, известняки (иногда рифовые), доломиты и эвапориты (нефтеносные девонские рифы будут рассмотрены в следующей главе). Н е ф т ь имеется т а к ж е в карбонатах миссиси пия на юго-восточной окраине Уиллистонского бассейна в К а н а д е и на севере США. Интенсивное исследование этих образований и привело к выработке общей концепции о зонах «X», «У» и «Z», изложенной выше. Д а л е е приводится описание этих пород.


Разрез пород миссисипия Уиллистонского бассейна имеет мощность более 700 м, причем депоцентр бассейна приурочен к западной части северной Д а к о т ы. Стратиграфическая номенкла тура отличается сложностью и варьирует в пределах региона. В своем описании мы придерживаемся системы (рис. 101), предло женной К. Карлсоном и С. Андерсоном. Серия стратиграфических интервалов определяется за счет тонких в ы д е р ж а н н ы х слоев эва поритов и кластического материала, региональная корреляция которых в погребенном состоянии может быть осуществлена при скважинном к а р о т а ж е по графикам гамма-излучения. П р е д п о л а г а ется, что маркирующие горизонты, по которым и выделяются эти интервалы, приближаются к хронологическим границам. Сверху вниз выделяются три диахронные фации:

1) фация Чарлз, циклические эвапориты;

2) фация Мишен Каньон, биокластические известняки, доломиты и оолиты;

3) ф а ция Л о д ж п о у л, тонкопереслаивающиеся аргиллитовые известняки.

Эти фации переслаиваются латерально и фациально з а м е щ а ют одна другую в направлении центра бассейна.

Описание. Фация Чарлз. Пачки этих пород развиты по южной и восточной периферии Уиллистонского бассейна и диахронно направлены в сторону центра бассейна поверх подстилающей фации Мишен-Каньон. Литологически фация Ч а р л з представлена в основном доломитом и ангидритом с небольшим количеством галита, сланцев и песчаников. Отмечается ритмическое строение:

к а ж д ы й ритм начинается с пелмикритов и биомикритов, которые вверх по разрезу переходят в микрокристаллические доломиты с рассеянными обломками раковин. В верхней части встречаются + + ++ + + ++ + + + ++ + ++ + + + + + + + Канадский щит + + + + + + + + + + + + + ' 610 M SOO км ооо 2° Р И С. 101. К а р т а р а с п р о с т р а н е н и я о т л о ж е н и й м и с с и с и п и я ( н и ж н и й к а р б о н ) У и л л и с т о н с к о г о б а с с е й н а — А ( в в е р х у ) (по Ч. Карлсону и С. Андерсену, модифи цировано, с разрешения Американской ассоциации геологов-нефтяников) и раз рез о т л о ж е н и й м и с с и с и п и я б а с с е й н а У и л л и с т о н — Б (по У. Смиту, Г. Саммеру и Д. Уоллингтону, с разрешения Американской ассоциации геологов-нефтяников).

/ — фация Мишен-Каньон, калькарениты;

2 — фация Чарлз, эвапориты;

3 — фация Лодж поул, кальцилютиты;

4 — временной маркер, выведенный прожилки и ж е л в а к и ангидрита, переходящие в ангидритовые по роды с доломитовыми ж и л а м и.

Фация Мишен-Каньон. Эта ф а ц и я перекрывается (и вверх по склону переходит в нее) фацией Чарлз, з а л е г а я на (и, в свою очередь, переходя в нее в сторону центра бассейна) фации Л о д ж поул. Петрографически эта пачка представляет собой хорошо сортированные известковые и илистые чистые калькарениты, из редка доломитизированные или сцементированные спаритом, но часто сохраняющие первичную межзерновую пористость. Эти по роды иногда представлены оолитовыми, а иногда скелетными песчаниками, часто в значительной степени состоящими из об ломков криноидей. Вверх по склону они переходят в пелспариты, которые с увеличением известковисто-илистого матрикса, в свою очередь, постепенно сменяются пелмикритами фации Ч а р л з. Обиль ные, но часто фрагментарные ископаемые фации Мишен-Каньон включают криноидеи, брэхиоподы, мшанки, кораллы, форамини феры и водоросли.

Фация Лоджпоул. Наиболее хорошо развита в центральной части бассейна, где ее перекрывают осадки фации Мишен-Каньон.

Литологически она представлена тонко- или микрослоистыми тем но-серыми аргиллитовыми известняками. Л о к а л ь н о они окремнены и переслаиваются с кремнистыми сланцами. Фауна аналогична той, что описана в фации Мишен-Каньон, но значительно менее обильная, хотя имеет лучшую сохранность — с отдельными корал лами и водорослями. Ископаемые иногда окремнены.

Интерпретация. И з вводного р а з д е л а этой г л а в ы д о л ж н о быть ясно, что отложения миссисипия Уиллистонского бассейна отно сятся к образованиям типа карбонатного шельфа. Фации Л о д ж поул, Мишен-Каньон и Ч а р л з отвечают зонам соответственно «X», «V» и «Z», выделенным М. Ирвином [38]. Тонкозернистость и фауна фации Л о д ж п о у л свидетельствуют о ее накоплении в морской обстановке с низким энергетическим уровнем. Значитель ное латеральное распространение этой фации предполагает, что осаждение происходило в открытом море ниже базы волнового воздействия (или вне участия донных течений и континентального детрита).

Фрагментарность фауны, оолиты, отмытость осадков фации Мишен-Каньон свидетельствуют о том, что их отложение проис ходило в морской обстановке с высоким энергетическим уровнем, с вымыванием скелетных песков на мигрирующие отмели и бан ки. Пеллетоидные микриты, кристаллические доломиты и эвапо риты фации Ч а р л з предполагают, что ее накопление осуществлялось в морской обстановке, изолированной от открытого моря б а р а м и, сложенными скелетными песками. Пелмикриты типичны для сов ременных лагун. Микрокристаллические доломиты и эвапориты могут формироваться за счет первичного хемогенного осадконако пления в отложениях приливно-отливных и надлиторальных отме лей — аналогов современных себх.

Из стратиграфических соотношений трех фаций ясно, что они развивались синхронно и мигрировали в направлении центра бас сейна одна над другой. Цикличность, наблюдаемая в эвапорито вой фации, может о т р а ж а т ь небольшие флуктуации береговой линии, накладывавшиеся на общую регрессию бассейна.

Следовательно, породы миссисипия Уиллистонского бассейна — это хороший пример обстановки древного морского карбонатного шельфа.

дискуссия Карбонатные отложения шельфа. С тех пор, как М. Ирвин в 60-е годы предложил свою модель с делением на зоны «X», «У»

и «Z», детальное изучение карбонатных отложений шагнуло дале ко вперед. Более сложные седиментационные модели были раз работаны А. Лизом, Д ж. Уилсоном, А. Рикманом и Г. Фридма ном и др. [70, 110]. В упомянутых работах выделяется девять различных обстановок осадконакопления с соответствующими фа циями.

На рис. 102 показана более с л о ж н а я модель карбонатного шельфа, основанная на данных перечисленных выше авторов.

Здесь т а к ж е выделены три главных обстановки накопления осад ков (собственно бассейн, внешний шельф и внутренний ш е л ь ф ), но они лишь частично коррелируются с зонами Ирвина.

Обстановка накопления, определенная как «бассейн», прости рается за пределы континентального склона. В сторону глубоко водья она выходит за пределы глубины карбонатной компенсации, где скелетные обломки растворяются, и, таким образом, сливается с абиссальной обстановкой, которая рассматривается в гл. XL Бассейновые карбонаты представлены тонкозернистыми микри тами с пелагической фауной радиолярий и мелких пелагических фораминифер, таких как глобигериниды (рис. 103).

К а к правило, на границе между бассейном и внешним шель фом располагается континентальная окраина. В ее пределах может сформироваться вполне определенная обстановка континентально го склона, по которому стекает карбонатный обломочный мате риал и происходит накопление турбидитов. Образующиеся в ре зультате отложения состоят из фрагментов детрита, снесенного из зоны морского мелководья, и их часто относят к аллодепичес ким известнякам, в соответствии с определением К- Мейшнера в сб. «Турбидиты», вышедшем в 1955 г. под редакцией А. Боума и А. Б р а у е р а. На рис. 104 показан образец такого типа известняка с о. Ямайка. Склоновая обстановка в направлении берега пере ходит в обстановку внешнего шельфа. Там, где внешний шельф располагается ниже базы эффективного волнового воздействия, происходит накопление тонких иззестковых аргиллитов, имеющих большое сходство с вышерассмотренными бассейновыми осадка ми. Хорошим примером отложений древнего внешнего шельфа 185.

Р И С. 103. М и к р о ф о т о г р а ф и я п а л е о ц е н о в о й к а р б о н а т н о й м и к р о ф а ц и и, о т о б р а н ной из п о д п о в е р х н о с т н о г о с л о я в п р е д е л а х б а с с е й н а С у р т ( С и р т ), Л и в и я. Печа тается с разрешения Оазис-Ойл-Кампани, Ливия.

Кальцилютит с пелагическими фораминиферами, обстановка накопления — бассейн. Шири на поля зрения 8 мм являются меловые породы Ближнего Востока, Северной Африки, Северо-Западной Европы и США. К ним относятся мелы Остин Ч а л к в Техасе, а т а к ж е мелы Англии (рис. 105). Мелы представ л я ю т собой тонкозернистый известковый аргиллит, состоящий в основном из остатков скелетов группы синезеленых водорослей, именуемой нанопланктоном. К а к свидетельствует название, эти водоросли ведут пелагический образ жизни. Когда они погибают, их скелеты, так называемые коккосферы, опускаются на морское дно, иногда распадаясь на составные п л а с т и н к и — к о к к о л и т ы (рис. 106 и 107). Меловые известняки содержат т а к ж е кальци сферы (микроскопические шарики неизвестного происхождения), мелкие пелагические фораминиферы-глобигериниды и редкую мик рофауну. Последняя включает морских ежей, брахиоподы, пеле днподы, губки, мшанки и одиночные кораллы. Часты и многочис ленны биотурбации — следы жизнедеятельности Thalassinoides и Zoophycus [19]. Обычно присутствие ж е л в а к о в и прослоев крем ня, известных на юге Англии преимущественно под названием «флинт». Нередко кремнем замещены и ископаемые следы жиз недеятельности (рис. 108). Постоянство морских условий накоп ления этой толщи подтверждается существованием латерально в ы д е р ж а н н ы х твердых горизонтов, так называемых «устойчивых подошв» (hardgrounds). Последние представляют собой интрафор мационные эрозионные поверхности, как правило, корродирован ные и фосфатизированные. Они инкрустированы, т. е. покрыты коркой и раковинами моллюсков, обитающих на каменистом субстрате. К а ж д а я эрозионная поверхность перекрывается тон ким слоем аргиллитового мела с интраформационными базальны ми конгломератами, состоящими из обломков мела. Отдельные горизонты устойчивых пород могут быть прослежены на террито рии Северо-Западной Европы на сотни километров.


187.

Р И С. 104. Ш л и ф п о р о д ы ф о р м а ц и и М о н п е л ь е ( м и о ц е н ), о. Я м а й к а.

Порода представлена аллодепическим ваккитом, накопленным в глубоководном желобе, содержит переотложенную мелководную фауну, куда входят крупные бентосные форами ниферы и обломки рудистов Р И С. 105. М е л о в о й к л и ф в е р х н е м е л о в о г о в о з р а с т а у Б и е р а, г р а ф с т в о Д е в о н.

На снимке видна регулярная слоистость, характерная для шельфовых отложений зоны «X»

188.

РИС., Кокколитовая природа Р И С. 106. Строение отдельной кокко мелового о с а д к а. Л е у е р - Ч о к, Фолк сферы мела, из которых состоят кок стоун (сканирующий электронный колиты. Л е у е р - Ч о к, Фолкстоун (ска микроскоп) Ув. 2500. С разрешения нирующий электронный микроскоп) Ув. 11000 Дж. Янга * (Sfisw 4 W С Jgj m Р И С. 108. О б р а з е ц мела, видно п р е о б л а д а ю щ е е окремнение ископаемых с л е д о в ж и з н е д е я т е л ь н о с т и беспозвоночных. Аннис-Ноб, Биер, граф. Д е в о н (Велико британия) Р И С. 109. З е р н и с т ы й и з в е с т н я к с о о и д а м и и б и о к л а с т а м и — п а л е о ц е н о в а я к а р б о н а т н а я м и к р о ф а ц и я : ( п о г р е б е н н о е с о с т о я н и е, бассейн С у р т, Л и в н я ). Печа тается с разрешения Оазис-Ойл-Кампани.

Обстановка осадконакопления — шельф, высокий энергетический уровень. Ширина поля зрения б мм Тонкозернистость и х а р а к т е р н а я для пород мелового возраста ф а у н а свидетельствуют о том, что их накопление происходило в морской обстановке с низким энергетическим уровнем. Отсутст вие бентосных водорослей означает, что морское дно находилось ниже эйфотической зоны. Д е т а л ь н ы е палеоэкологические исследо вания позволили определить глубины зоны накопления осадков в 200—600 м [60]. Таким образом, мелы мелового возраста служат хорошим примером для характеристики обстановки накопления внешнего шельфа;

такого рода обстановки развивались тогда, когда глобальная морская трансгрессия распространялась на об л а с т и континентальных шельфов. Однако локально могло проис ходить формирование рифов, и возникающие бассейны заполня л и с ь мелами, переотложенными с шельфов и приносимыми муть «выми и обломочными потоками. Примером такого рода является Ц е н т р а л ь н ы й грабен Северного моря, как это показал У. Кенне ди в работе, включенной в труды симпозиума «Накопление пород :коллекторов Северного моря».

Внешний и внутренний шельфы обычно разделяются барьером высокой волновой активности, сопоставимым с зоной «}'» Ирвина.

К а к у ж е отмечалось, эта зона является областью накопления карбонатов с образованием скелетных или оолитовых песков на б а н к а х или формированием рифов. На рис. 109 показан образец мелководного зернистого известняка. Рифовая обстановка столь в а ж н а сама по себе, что ей, как уже отмечалось, будет посвящена с л е д у ю щ а я глава.

К а к видно на рис. 102, внутренний шельф (зона «2» Ирвина) м о ж е т быть подразделен на три субобстановки: сублиторальную (subtidal), литоральную (inlertidal) и надлиторальную ( s u p r a Р И С. 110. П о р и с т ы й и з в е с т н я к, с о с т о я щ и й из п е л л е т и з в е с т к о в и с т о г о ила с р ы х лым илистым матриксом — палеоценовая карбонатная микрофация (бассейн Сурт, Л и в и я ).

Неуплотненное состояние пеллет предполагает ранний диагенез, вероятно, в связи с почти одновременно с отложением субаэральной экспозиции (за счет приливов-отливов);

внут ренний шельф, обстановка с низким энергетическим уровнем. Ширина поля зрения 7 мм tidal), Сублиторальная зона может занимать столь обширный район, что заслуживает того, чтобы ее просто именовали «внут ренним шельфом», или же может быть столь узкой, что правиль нее ее было бы назвать лагуной. Перечисленные закрытые мелкие обстановки допускают значительное по м а с ш т а б а м биогенное карбонатообразование, но принос нутриентов меньший, чем это наблюдается вдоль береговых баров, соответствует и меньшей скорости формирования. В результате образующиеся осадки обыч но представляют собой скелетные ваккиты, фауна, как правило, имеет хорошую сохранность и иногда находится в положении роста. Если в фауне внешнего шельфа доминируют мелкие пела гические фораминиферы, то для внутреннего шельфа характерно развитие более крупных бентосных форм. Осадки внутреннего шельфа содержат т а к ж е большое количество фекальных пеллет (рис. 110). Ранний диагенез и постседиментационная эрозия пес ков с фекальными пеллетами приводят к образованию сложных гроздьевидных частиц (так называемого «виноградного к а м н я » ).

Карбонатные осадки литоральной зоны во многом схожи с рас смотренными выше сублиторальными отложениями. Но в них мо гут встречаться водорослевые строматолиты (от слегка волнистых скорлуп до более закономерно построенных колоний коллений), С у б а э р а л ь н а я экспозиция вместе с перемежающимся затоплением пресными водами обусловливают такие особенности этих отложе ний, которые отсутствуют у их сублиторальных аналогов. К ним от носятся трещины высыхания, а т а к ж е отдельные корненосные гори зонты, обязанные своим существованием растительности м а р ш е й.

Наиболее характерный признак карбонатных отложений литораль ной зоны — наличие неправильной формы поровых систем, п а р а л лельных напластованию. Неоднократно описанные, они получили 191.

наименование «фенеетрильной пористости» (или пористости высы хания), текстуры «птичьего глаза» или лоферита. Этот феномен связывают с самыми различными процессами: изгибание осадоч ных слойков во время выхода на поверхность, деформация, воз никающая при выделении биогенного метана и выщелачивании органического водорослевого клея. Р а н н я я литификация и сразу ж е следующая за этим эрозия часто приводят к формированию интракласт, причем последние могут быть столь обильными, что образуют интраформационные конгломераты в приливно-отливных ложбинах или могут входить в состав осадков более мористых частей внутреннего шельфа. Обстановка накопления приливно отливной зоны (литорали) по направлению к суше переходит в надлиторальную (см. рис. 102). Осадки этой зоны в основном ана логичны отложениям внутреннего шельфа, но им присущи черты, свидетельствующие более выразительно о субаэральной экспози ции, включая палеокарстовые поверхности. Аналогичным образом они несут и более явственные признаки раннего диагенеза. В аридном климате могут преобладать условия, характерные для засоленных маршей (себх), — с постседиментационной доломити зацией и развитием эвапоритовой минерализации. В областях ста бильной шельфовой седиментации часто встречаются генетиче ские инкременты, охватывающие отложения от внешнего шельфа до литоральной зоны включительно. В тектонически активных районах с хорошо выраженными границами шельфа пояса фаций выделяются более отчетливо и могут быть закартированы.

Терригенные отложения шельфа. Общее представление об обстановках осадконакопления с низким или высоким энергети ческим уровнем может быть распространено и за пределы царства карбонатов — на терригенные отложения.

Нижнепалеозойские породы щитов Сахара и Аравийского де монстрируют широкое развитие трех осадочных фаций (их под робное описание дано Ф. Бендером для Иордании, А. Хелалем для Саудовской Аравии, Е. Клитшем для Ливии и Ч а д а, А. Бен насефом с соавторами для Алжирской С а х а р ы ).

1. Граптолитсодержащие сланцы и тонкозернистые песчаники.

Максимума своего развития они достигают в бассейнах, напри мер, таких как Мурзук и К у ф ф а в Ливии и Табук в Саудовской Аравии. Обычно эта фация имеет ордовикско-силурипский возраст.

2. Пески от средне- до тонкозернистых, хорошо сортированные, развиты на обширных площадях. С о д е р ж а т тонкие прослои слан цев с Cruziana (ископаемые следы движения трилобитов) и следы жизнедеятельности Tigillites (-Scotithos-Sabellarifex). Эта фация представлена породами формации Ум-Сахм в Иордании и песчаниками Хаоуаз в Южной Ливии (ордовик).

3. Крупнозернистые галечные косослоистые пески, имеющие ши рокое латеральное распространение, обычно лишенные ископае мых, к ним относятся песчаники Сак в Саудовской Аравии, поро ды формации Салеб, Ишрин и Дизи в Иордании и песчаник Хассаоуна в южной Ливии (кембро-ордовик).

1Г, Седиментологические исследования и анализ следов жизне деятельности ископаемых организмов в вышеописанных толщах Южной пустыни Иордании показали, что эти три фации представ ляют собой (снизу вверх): аллювий ветвящихся рек, отложения морского шельфа и дельтовые осадки, как показано в работах автора 1970 и 1972 гг. Описание предполагаемой морской шель фовой фации на примере формации Ум-Сахм Иордании будет при ведено ниже (рис. 111).

При мощности около 250 м эта формация широко обнажается в Южной пустыне Иордании и может быть прослежена к востоку в Саудовскую Аравию. Ее юго-западная граница имеет эрозион ный характер, на северо-востоке она перекрывается граптолито выми сланцами и песками. Формация Ум-Сахм включает тонко и среднезернистые хорошо сортированные протокварциты, имею щие в свежем изломе грязно-белый цвет, а в выветрелом состоянии — темно-коричневый (рис. 112).

Пески массивные или плоскослоистые, мощность прослоев 5—15 см. Отдельные слои объединены в серии, последние имеют значительную латеральную выдержанность (рис. 113). В отличие от н и ж е л е ж а щ е й фации аллювия ветвящихся рек эти пески не бывают приурочены к руслам. Ориентация передовых слоев сви детельствует об отложении течениями, направленными на северо восток, в сторону от Аравийского щита. На нескольких уровнях отмечаются слои серого пластинчатого алевролита и очень тонких мнкрокосослоистых песков мощностью около 1 м. Эта толща рас пространена в виде покровов и может быть трассирована на тыся чи километров вдоль палеосклона и перпендикулярно ему.

Ископаемые следы жизнедеятельности беспозвоночных вклю чают Cruziana (которые считают следами передвижения трило битов), вертикальные трубчатые образования, именуемые Sabil larifex (-Scolithos-Tigillites), субгоризонтальные ископаемые сле ды типа Harlania (-Arlhrophycus).

Косая слоистость и покровная геометрия песчаников Ум Сахм доказывают, что их накопление связано с мегарябью, воз никающей под действием однонаправленных донных течений открытого моря (т. е. не ограничено только к а н а л а м и приливно отливного стока). Сланцы и песчаники со знаками ряби свидетель ствуют о перемежающихся низкоэнергетических условиях. Если Cruziana являются ископаемыми следами перемещения трилоби тов, то, вероятно, необходимо признать, что накопление этих осад ков происходило в морских условиях. Но более вероятным кажется, что образование песчаных отложений Ум-Сахм связано с мигрирующими отмелями на открытом морском шельфе, т. е.

что они представляют классический пример обстановки зоны «У»

Ирвина. Однако сланцевые прослои могли образоваться или в находящейся ниже зоны волнового воздействия морской зоне «X»

с ее низким энергетическим уровнем, или в мелководной, тоже низкоэнергетической обстановке, приуроченной к обращенной в сторону берега стороне песчаных отмелей зоны «Z». Ключ к ре 1 3 з а к. 803 Вертикаль^ ные ходы Harlania и Sabellarifex, г» (следы движения трилобитов Cruziana) Рас-эн-Н акб;

30 Ум-Сахм •': :.^29 Р И С. 111. С в о д н ы й р а з р е з и к а р т а о б н а ж е н и й п о р о д ф о р м а ц и и У м - С а х м, И о р дания.

Основная часть напластования представлена косослоистыми мелководными песками (зона «У»);

подчиненное положение занимают биотурбированные измельчающиеся вверх по разрезу сланцы приливно-отливной отмели (зона «2»), как показано на врезке слева. 1 — участок, где породы формации Ум-Сахм обнажаются на поверхности;

2 — пока зано погребенное обнажение, отвечающее площади развития толщи;

3 — ориентация 109 ко сых слоев;

А — группа Хрейм (дельтовая);

Б — формация Ум-Сахм (морской шельф);

В — формация Дизи (аллювий ветвящихся русел) шению этой дилеммы дают следы движения и отпечат ки ископаемых организмов.

Исследования следов жиз недеятельности современных и древних организмов пока зывают, что они могут быть подразделены на несколько специфичных, характерных для той или иной обстанов ки, ассоциаций [19]. Ассо циация, х а р а к т е р н а я для сланцев формации Ум Сахм,— это классический пример серии CruzianajSco lithos, типичных для при брежной части приливно-от ливной зоны. Поэтому тон козернистая субфация Ум Сахм должна быть скорее соотнесена с обстановкой, отвечающей зоне «Z» (обра щенная к берегу сторона Р И С. 112. О б н а ж е н и е пород формации песчаных отмелей), чем с У м - С а х м в Ю ж н о й пустыне, И о р д а н и я.

более глубоководной обста- Тянущийся горизонтально карниз образовался за счет слабого выветривания слоев сланца со новкой с низким энергетиче следами жизнедеятельности ископаемых орга ским уровнем, приуроченной низмов к зоне открытого моря «X».

Таким образом, формация Ум-Сахм Иордании относится к осадкам морского шельфа. Приведенный выше материал показы вает, как концепция трехзонального шельфа может быть исполь зована и в случае некарбонатных фаций.

В заключение нашего рассмотрения морских шельфовых от ложений отметим следующее.

1. В а ж н о отличать тектонические шельфы и тектонические бассейны от седиментарных шельфов и бассейнов. Это отнюдв не синонимы.

2. Тектонический шельф — это стабильная часть земной коры, которая является ареной действия как эрозии, так и накопления осадков. Седиментация может происходить в самых различных обстановках — от континентальных условий через прибрежные до условий открытого моря.

3. Шельфовая обстановка осадконакопления может быть при урочена к подводному тектоническому шельфу.

4. Тектонический бассейн — это значительная, в основном в виде синклинали, часть земной коры (хотя на самом деле текто нический бассейн может иметь и выпуклую форму за счет кривиз ны земной поверхности).

13* Р И С. 113. П л о с к о к о с о с л о и с т а я пачка в п о р о д а х ф о р м а ц и и Ум-Сахм, Иордания 5. Если скорость опускания выше скорости седиментации, то бассейн могут заполнять глубоководные осадки (примером тому служит пермский бассейн Д е л а в э р в западном Техасе, см. с. 225).

6. Медленное погружение тектонического бассейна может при вести к его заполнению осадками мелководного морского шель 'фа, береговых линий или обычными бассейновыми.

7. Обстановка открытого морского шельфа является л и ш ь частным случаем, т. е. одной нз тех обстановок, что могут разви ваться на тектоническом шельфе. Она может оказаться преобла дающей в условиях полого прогибающегося тектонического бас сейна.

В отложениях морского шельфа выделяют три главных типа.

Н и ж е базы волнового воздействия в низкоэнергетическнх услови ях формируются кальцилютиты и сланцы. Там, где основание волны совмещается с полого наклоненным морским дном, в вы соко энергетических условиях формируются отмытые (карбонат ные или кластические) пески, образуются подводные банки и барь ерные бары.

В верхней части склона к лагунам и приливно-отливным отме л я м приурочена вторая обстановка с низким энергетическим уров нем. Здесь может происходить накопление глинистых осадков, или, при отсутствии поступления материала с суши, образование пеллетовых известняков, доломитов и эвапоритов.

П р е д л а г а е м а я концепция выделения трех главных типов обстановок морского шельфа в равной мере справедлива как для районов слабого погружения, как, например, Уиллистонский бас сейн, так и для более сложных в тектоническом отношении облас тей, например, для бассейна Сурт (Сирт). Это касается как обста новок накопления карбонатов, рассмотренных выше, так и обста 196.

новок накопления терригенных шельфовых осадков, как в с л у ч а е формации Ум-Сахм в Иордании.

В областях, аналогичных бассейну Уиллистон, эвапориты вне всякого сомнения являются отложениями мелководья (? диагене тическими, надприливными), мигрировавшими со временем к.

центру бассейна.

Эвапориты встречаются в центральных частях многих к а р б о натных осадочных бассейнов, таких как Мичиганский бассейн си лурийского возраста и бассейны пермского возраста западного Техаса и Северного моря. Их положение в таких депоцентрах заставляет связывать генезис этих эвапоритов с дном глубоких замкнутых морских бассейнов, как это делали X. Бочерт а Р. Мьюир. Интересно, однако, проверить, не являются ли некото рые из них на самом деле мелководными отложениями зоны «Z»

шельфа, как это считают некоторые исследователи, например= Д. Шерманн, Д ж. Фулер, Д. Киркленд и Р. Эванс.

Э К О Н О М И Ч Е С К И Е АСПЕКТЫ Шельфовые отложения имеют большое экономическое значе ние. Многие известные на Земле месторождения нефти приуроче ны к карбонатным шельфам;

к ним относятся нефтяные месторож дения И р а к а, И р а н а, Ливии и бассейна Уиллистон (см. работы X. Даннингтона, Н. Фолкена, Б. Колли и Ч. Карлсона и С. Андер сена соответственно, а т а к ж е сб. материалов VI Международного конгресса по геологии нефти и «Обстановки нефтенакопления»

под редакцией Л. Уикса).

Согласно всем этим исследованиям нефть накапливается г л а в ным образом в отмелевых карбонатах зоны «У» и связанных с ней рифах (см. с. 225). Последние часто сохраняют свою первич ную пористость (некоторые нефтяные месторождения Ливии при урочены к абсолютно неконсолидированным карбонатным п е с к а м ), или ж е они могут быть цементированы, но за счет доломитизации и выщелачивания в них может сформироваться вторичная порис тость.

Фация прибрежной зоны «Z» с ее низким энергетическим уров нем обычно менее благоприятна для формирования нефтяных залежей. В микрокристаллических доломитах и пеллетовых из вестняках иногда наблюдается пористость. Важным с точки зре ния повышения потенциальных коллекторских свойств пород этой фации представляется трещинообразование. Кепроки нефтяных пластов, связанные с шельфовыми карбонатами, обычно б ы в а ю т представлены эвапоригами себхи, хотя эту ж е роль может и г р а т ь и микритовый мел.

Микриты зоны «X» редко оказываются перспективными с этой точки зрения. Они могут быть пористыми, как мел, например. О д нако обычно, если только не отмечается сильной раздробленности, проницаемость здесь отсутствует. Происхождение месторождения Экофиск и сопряженных месторождений Северного моря связы вают именно с такими з а л е ж а м и (см. [61] и работы П. Ш о л л а и др.).

Большое значение при этом приобретает регионально выдер ж а н н а я стратиграфия, поскольку это обеспечивает формирование значительных нефтяных залежей. Например, мелководные извест няки Араб-Д позднеюрского возраста в Саудовской Аравии явля ются вмещающими породами месторождения Гхавар протяженно стью более 30 км. Пологие, но регионально выдержанные наклоны осадков карбонатного шельфа благоприятствуют аккумуляции уг леводородов с огромных площадей.

Все изложенное доказывает, что карбонатные шельфовые от л о ж е н и я представляют определенный интерес с точки зрения по исков нефти и газа. Концепция деления шельфа на три зоны (X, Y и Z) оказывается полезной и помогает осуществлять про гноз оптимальных с точки зрения скопления нефти и газа характе ристик в таких породах. Д ж. Уилсон и А. Риикманн и Г. Фридман [70, 110] дают примеры более подробного фациального анализа в поисково-разведочных работах на нефть в карбонатных толщах.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.