Типы осадков в шельфовой зоне морей

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПОНЯТИЕ ШЕЛЬФА

2. ОСАДКИ НЕРИТОВОЙ ОБЛАСТИ МОРЯ

3. ОСОБЕННОСТИ ОСАДКООБРАЗОВАНИЯ В МОРЕ

4. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ

5. ДИАГЕНЕЗ И ПОСЛЕДИАГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

прикладывать Б

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ

Тема работы – «Типы осадков в шельфовой зоне морей». Цель работы – изучение типов морских отложений в шельфовой зоне морей.

Актуальность темы работы заключается в том, что основной интерес для изучения и освоения сегодня, естественно, представляют ресурсы углеводородов. Вместе с тем в минерально-сырьевом потенциале шельфовых зон существенную долю составляют твердые полезные ископаемые россыпных (на прибрежной суше и акватории) и коренных (на островах внутри шельфовых бассейнов) месторождений

Шельф (shelf) область мелкого моря (до 200 м), являющаяся затопленной окраиной материка. В результате геологической работы моря образуются морские отложения. Строительные свойства пород морского происхождения определяются условиями их образования. Так, глубоководные отложения, в отличие от мелководных, имеют более выдержанный литологический состав, значительную мощность и однотипные свойства, однородность. Отложения шельфа (прибрежной мелководной зоны) сравнительно устойчивы вдоль напластования, но довольно быстро и резко меняются по вертикали. Породы, рожденные у береговой зоны, переменчивы во всех отношениях.

Массы морских отложений, их состав и распределение на поверхности Земли зависят в первую очередь от тектонического режима и климатических условий. Тектонические движения предопределяют образование морских бассейнов, их конфигурацию, основные черты рельефа дна и прилегающих берегов, обусловливают трансгрессии и регрессии моря, влияют на интенсивность осадконакопления и на мощности накапливающихся толщ морских отложений.

Характер морских отложений в тектонических подвижных геосинклинальных областях и на относительно стабильных платформах существенно различен. Для первых характерны большие мощности, формирование на начальных и заключительных стадиях тектонических циклов глубоководных морских отложений: кремнистых и глинистых пород, туфов и туффитов, мергелей, пелитоморфных пелагических известняков, а также полимиктовых и граувакковых обломочных отложений -- конгломератов, песчаников, алевролитов, ритмично-слоистого флиша, подводно-оползневых отложений, рифовых известняков.

Платформенные морские отложения - мелководные органогенные известняки и доломиты, тонкозернистые терригенные породы (глины, мергели, мелкозернистые песчаники - кварцевые, нередко глауконитовые) накопились преимущественно в эпиконтинентальных морях и отличаются небольшими мощностями.

Морские отложения бывают:

-терригенные, отложенные вблизи берегов, валуны, галька, гравий, пески, а также среди океана различные глины;

-вулканические продукты извержения вулканов, в том числе вулканический пепел;

-органогенные обломки раковин, отмершие планктонные и бентосные организмы в виде илов карбонатных в теплых, диатомовых в холодных морях и др.;

-химогенные различные соли на мелководьях при жарком климате или в результате донных химических реакций; смешанные (полигенные).

Морские отложения по глубине накоплений различают мелководные, батиальные и абиссальные. В процессе нарастания давления на осажденный материал и действия водных растворов превращается в слоистую осадочную горную породу. При тектонических подъемах морского дна над уровнем Мирового океана морские отложения становятся в ряд с континентальными и занимают 75% площади суши.

В морских отложениях заключено большое количество полезных ископаемых: песчаники, горючие сланцы, известняки, доломиты, мергель, опоки (кремнезем пористый), фосфориты, железные и марганцевые руды, различные соли и т. п.

Состав морских отложений закономерно связан с климатической зональностью Земли. Как показывает изучение современных морей, в основных климатических зонах морское осадкообразование протекает по-разному. В морях гумидных зон, в условиях интенсивного выноса реками продуктов выветривания пород суши, как в умеренном, так и в тропическом поясах господствуют терригенные отложения - пески, алевриты, глины. В холодноводных бассейнах умеренного пояса местами накапливаются диатомовые илы. В пределах аридной зоны, в условиях слабого терригенного выноса, более широко развито биогенное карбонатонакопление, образуются ракушечные, мшанковые, фораминиферовые, кокколитовые, птероподовые осадки, а в тёплых водах тропической зоны -- кораллово-водорослевые рифовые комплексы; местами происходит хемогенное карбонатонакопление (оолитовые известковые осадки). В ледовой зоне большое значение приобретают ледово-морские отложения.

1. ПОНЯТИЕ ШЕЛЬФА

Шельф (от англ.) — материковая отмель, представляет собой подводную слегка наклонную равнину (рис. 1). Шельф является выровненная частью подводной окраины материка, примыкающей к суше и характеризующаяся общим с ней геологическим строением. Со стороны океана шельф ограничивается четко выраженной бровкой, расположенной до глубин 100— 200 м (но в некоторых случаях достигает 500—1500 м, например южная часть Охотского моря, бровка Новозеландского шельфа).

Шельф как историко-геологическая категория существовал во все геологические периоды, в одни из них резко разрастаясь в размерах (например, в юрское и меловое время), в другие занимая небольшие площади (Пермь, девон). Современная геологическая эпоха характеризуется умеренным развитием шельфовых морей.

Общая площадь — около 32 млн. Км 2. Наиболее обширны Шельф у северной окраины Евразии, где их ширина достигает 1,5 тыс. км, а также в Беринговом море, Гудзоновом заливе, Южно-Китайском море, у северного побережья Австралии, а в близи Чили ширина шельфа всего 2 км..

Шельф издавна используется в целях рыболовства и промысла морских животных; промышленный лов рыбы в шельфовых водах составляет 92%. Широко развернулись на Шельф работы по поискам и разведке полезных ископаемых, в особенности нефти и газа. В 1975 на долю «морской нефти», добываемой на Шельф, приходилось 20% мировой добычи нефти; ведутся также поиски и эксплуатация россыпных полезных ископаемых (касситерита, титаномагнетита, алмазов, золота и др.).

Происхождение шельфа обычно связывают с эвстатическими колебаниями уровня вод Мирового океана, обусловленными глобальными изменениями климата. В меньшей степени распространены Шельф, образующиеся при отступании берега под действием абразии или при подводном накоплении мощных толщ осадков у края континента.

Современное положение бровки шельфа, за которой начинается континентальный склон, в связи с проявлением вертикальных движений земной коры неодинаково и колеблется в интервале глубин 90-500 м при среднем значении 132 м. Рельеф шельфа свидетельствует о проявлении поверхностных эрозионных процессов - здесь известны речные и ледниковые формы рельефа (подводные русла рек и пролювиальные долины), ископаемые льды и торфяники с остатками мамонтов и других наземных животных, что подтверждает прежнее положение суши на шельфе.

Неровности на поверхности шельфа сохранились с того времени, когда шельфы были подняты выше уровня моря. Таким временем была эпоха четвертичного оледенения, когда значительные массы атмосферной воды были связаны в материковых льдах и уровень Мирового океана стоял ниже современного на 100—150 м. К субаэральным эрозионным формам принадлежат, например, подводные долины на дне Северного моря, о которых уже упоминалось выше. Глубокая подводная долина прорыта в шельфе против устья р. Гудзон на Атлантической окраине Северной Америки, и аналогичные подводные долины обнаруживаются против устьев многих других рек.

Иные неровности на поверхности шельфа связаны с неравномерным накоплением осадков. Но в целом шельф характеризуется чрезвычайно пологим рельефом, что является следствием перемывания осадков волнами и выравниванием их поверхности на уровне базиса действия волн.

Рельеф континентального шельфа свидетельствует о проявление поверхностных эрозионных процессов – сдесь известны речные и ледниковые формы рельефа, ископаемые льды и торфянники с остатками мамонтов, подтверждающих прежнее положение суши на шельфе.

Реконструкция климата и связанных с ним изменений уровня океана свидетельствует о том, что в течение всего фанерозоя (560 млн. лет) не прекращались эвстатические колебания, а в отдельные периоды уровень вод Мирового океана повышался на 300-350 м относительно его современного положения. При этом значительные участки суши (до 60% площади континентов) оказывались затопленными.

Шельф (shelf) область мелкого моря (до 200 м), являющаяся затопленной окраиной материка. Процесс формирования рельефа и осадков на шельфе подчиняется в основном географической зональности, хотя присутствуют также азональные фации и формы рельефа (вулканические, тектонические и приливные). Рельеф шельфа в основном выровненный. Шельфовые равнины почти повсюду осложнены различными формами мезо- и микрорельефа тектонического (тектонические ступени, сбросовые уступы), субаэрального (затопленные долины рек, моренные валы, денудационные останцы и гряды и др.), субаквального (образованные волнами и течениями песчаные волны, гряды, рифели, каналы стока компенсационных и разрывных течений) и прибрежно-морского или берегового генезиса (элементы древних береговых линий — абразионные террасы, реликтовые аккумулятивные формы). Специфические формы рельефа Шельфа — подводные каньоны, проблема происхождения которых дискуссионна. Размеры каньонов чрезвычайно велики, некоторые из них начинаются в пределах береговой зоны, пересекают Шельф, прорезают материковый склон и заканчиваются на абиссальных равнинах (например, длина каньонов реки Конго около 800 км, врез в дно 1100 м).

Осадочные отложения на Шельфе представлены мощными толщами терригенных, карбонатных, иногда соленосных, континентальных и прибрежно-морских (пассивные окраины), вулканогенных, морских и прибрежно-морских (активные окраины) отложений возрастом от юры и моложе. Отчасти эти отложения деформированы и, как правило, опущены по сбросам на 1—10 км (Атлантическое побережье США). К новейшим отложениям Шельфа относятся осадки позднего плейстоцена и голоцена. В результате фландрской трансгрессии (17—6 тыс. лет назад) на Шельфе сформировалась сложная толща отложений, состоящая из субаэральных (составляющих 50—70% всех шельфовых отложений), прибрежно-морских (лагунных, лиманных, баровых) и современных морских осадков. В толще этих осадков оказались захороненными реликты берегового рельефа и отложений, образовывающихся на различных гипсометрических уровнях. Субаэральные осадки реликтовые. Существенную роль играют также отложения, обусловленные деятельностью льдов и морских организмов. В результате деятельности различного рода течений и волнения обломочный материал (в основном крупнообломочный) Шельф испытывает постоянное движение, мигрируя к берегу или к бровке. В пределах Шельфа (особенно близ устьев рек) осуществляется процесс «лавинной седиментации», в результате которой накапливается значительное количество обломочного материала.

В четвертичное время на Шельфе проявились процессы, связанные с гляцио-эвстатическими трансгрессиями и регрессиями. Во время регрессии Шельф осушался примерно до глубин 100 м, на осушенной части отлагались субаэральные осадки и формировался субаэральный рельеф. Последующие трансгрессии, амплитуда которых достигла 100—110 м, частично уничтожали осадки и рельеф предыдущих регрессивных эпох. Из-за того, что береговая линия неоднократно мигрировала по верхней части Ш., субаэральный рельеф и осадки раннего и среднего плейстоцена сохранились плохо. В периоды оледенений на Шельфе выносились и накапливались огромные массы обломочного ледникового, флювиогляциального и аллювиального материала. При быстро протекавших трансгрессиях этот материал перерабатывался волнами и значительная его часть выбрасывалась на сушу в приурезовую полосу, а затем формировалась в огромные дюнные массивы и береговые аккумулятивные формы.

2. ОСАДКИ НЕРИТОВОЙ ОБЛАСТИ МОРЯ

К неритовой области относится материковая отмель (шельф) и та часть морского берега, которая заливается водой во время приливов.

Часть берега, заливаемая морем во время приливов и освобождающаяся от воды во время отливов, называется литоралью. Ширина ее достигает иногда 1 —1,5 км.

С морскими осадками неритовой области и широком смысле слова тесно связаны донные образования на низких морских побережьях.

В литоральной области возникают так называемые береговые валы из галек, песка, битой ракуши, напоминающие собой дюны. Часто возле них наносится древесный материал (слюды, корни деревьев). Валы возникают на расстоянии наибольшего набегания волн на низкие морские берега. Их высота 1—5 м, ширина до 10— 12 м.

Между берегом моря и береговым валом располагается различной ширины полоса, называемая пляжем, покрытая песком и илом, получающимся в результате перекатывания, перемывания, перетирания обломочного материала морскими волнами.

На поверхности песчано-илистых отложений нередко наблюдается мелкие параллельные углубления, отражающие волнения воды, называемые рябью (ripple-marks). Такая рябь хорошо известна и ископаемых осадках древних литторальных областей. В этих осадках можно видеть иногда следы животных, птиц, ходы червей, трещины усыхания (на глинистых осадках) и т. д.

К литоральной области морей относятся также низменные побережья в затишных заливах и бухтах, покрытые илом и песками. На таких побережьях и субтропических и тропических областях часто возникают болота со своеобразной растительностью, приспобленной к жизни в зоне периодической смены суши и мори. Примером подобной растительности могут служить мангровые заросли на юго-востоке Азии, островах Океании, Австралии, западном побережье Африки.

Осадки, откладывающиеся ни материковой отмели и на дне моря, можно подразделить па три основных типа:

- обломочные (или терригенные)

- органогенные

- химические.

Среди обломочных осадков имеются такие, которые состоят главным образом из обломков других пород (галек, глыб, гравия, песка, ила и т. д.), но содержат примесь (иногда значительную) материала органогенного происхождения или химического (в виде солей, выпавших из растворов морской воды) либо того и другого одновременно.

Среди органогенных осадков наблюдаются разности, состоящие из органического материала(раковин, остовов, скелетов, панцирей), преимущественно из СаСО3 или SiO2 • nН2О, с примесью (часто весьма значительной) обломочного или химического материала или того и другого одновременно.

Среди химических имеются осадки, состоящие главным образом из разнообразных солей, выпавших из растворов морской воды, и содержащие примесь обломочного или органогенного материала или того и другого.

В пределах шельфа откладывается главная масса осадков, из которых впоследствии возникают осадочные горные породы.

Скорость отложения осадков в области шельфа во много раз больше, чем на континентальном склоне. В пределах шельфа первое место по распространенности, разнообразию и мощности занимают обломочные, второе органогенные, третье химические осадки. Последние в чистом виде откладываются лишь на самых прибрежных участках моря и в лагунах (морских заливах, отделенных от моря подводным барьером).

Обломочные осадки. К обломочным осадкам относятся грубообломочные, песчаные и илистые отложения. Грубообломочные осадки, как правило, располагаются ближе к берегу моря. Дальше идут пески, сперва грубозернистые и крупнозернистые, затем среднезернистые, а потом мелкозернистые. За ними следуют илистые осадки. К обломочным осадкам и особенно к илам примешивается органогенный материал. По мере удаления от берега примесь органогенного материала в илах обычно увеличивается и терригенные или незаметно переходят в органогенные.

Однако описанная общая схема распределения осадков в пределах шельфа нарушается донными течениями различной скорости. Около берега моря иногда откладывается тонкий обломочный материал. Дальше от него — более грубый, а затем — вновь тонкий материал и т. д. Часто изменяется и примесь органогенного материала.

Органогенные осадки. Органогенные осадки занимают примерно 5 % площади шельфа. К ним относятся ракушечники, детритусовые накопления, коралловые постройки и органогенные иды.

Химические осадки. К химическим осадкам относятся отложения углекислого кальцин, окислов железа (бурого железняка или лимонита) и марганца, кремнезема, хлористого натрия, гипса, ангидрита, калийных солей, сульфатов натрия и магния и т. д.

Химические осадки в чистом виде откладываются на некоторых узких участках прибрежного дна, но главным образом в лагунах, и которые не впадают роки и которые расположены в областях с резко выраженным континентальным климатом.

Уровень лагуны, отделенной от моря подводным барьером, вследствие усиленного испарения обычно чуть ниже уровня открытого моря, и поэтому в нее все время поступает морская води. При этих условиях концентрации солен в воде лагуны непрерывно повышается и, когда наступает перенасыщение раствора, из него выпадают на дно лагуны различные соли: NaCl, Na2SO4, CaSO4, MgCO3, CaCO3, SiO2 •H20, FeCO3 и др. Порядок их выпадения зависит от температуры воды, наличия в растворе других солен и их концентрации. Классическим примером лагуны, в которой в настоящее время образуются химические осадки, является Кара-Богаз-Гол.

Полезные ископаемые шельфовой области. Нефть и газ являются важнейшим стратегическим сырьем, от обладания которым будет завысить многое в ближайшем будущем. От цен на нефть и газ зависят экономики многих стран.

На шельфах морей и океанов выявлено около 2 тыс. месторождений нефти и газа с суммарными запасами нефти 40 млрд. т и газа 20 трлн. м3; пробурено более 300 тыс. скважин. Почти 100 стран ведут поисковые и эксплуатационные работы в акваториях при глубине воды до 1,5 км. Темпы освоения морских месторождений нефти и газа ежегодно увеличиваются. История морской добычи нефти насчитывает более полутора веков.

3. ОСОБЕННОСТИ ОСАДКООБРАЗОВАНИЯ В МОРЕ

Море рассматривается как область преимущественного накопления осадков. Однако морское дно также как и суша представляет неоднородную область, где сочетаются как процессы интенсивного осадконакопления, так и размыва или очень слабой седиментации. Однако, в целом морское осадконакопление более устойчивое, чем континентальное, и поэтому морские фации более выдержаны по составу и другим признакам.

Типы морских водоемов (по Крашенникову)

Первый тип - океаны, занимающие две трети современной поверхности земной поверхности. Собственно океанические осадки - это наиболее глубоководные осадки, как правило наименее связанные с материками и имеющие автономный характер. В ископаемом состоянии отложения открытых частей океанов почти неизвестны. Специальный курс по океанам.

Второй тип - открытые в сторону океана моря и заливы, как Бискайский залив, Аравийское море, залив Аляска и др. Особенности - непосредственный контакт с сушей с одной стороны и свободное сообщение с океаном. Поэтому осадконакопление в них тесно связано с океаническим режимом. Наиболее отчетливо выражены трансгрессивные и регрессивные толщи.

Третий тип - окраинные моря, отделенные от океана цепочкой островов - это дальневосточные моря: Охотское, Японское, Восточно-Китайское, а также Мексиканский залив, Карибское море и др. Эти моря обладают определенной спецификой населяющих их организмов и гидрохимического режима.

Четвертый тип - внутриматериковые моря - Красное, Средиземное, Черное. Они глубоко вдаются в сушу, соединяясь с океаном одним или несколькими неглубокими проливами. В результате возникают специфические гидрохимические условия. Достаточно небольшого падения уровня воды, чтобы море превратилось в изолированный бассейн.

Пятый тип - замкнутые и изолированные от океана водоемы (по сути озера): Каспийское и Аральское моря.

Кроме того, морские водоемы различаются по форме поперечного сечения и делятся на котловинные и плоские. Первые характеризуются крутыми склонами при значительных (несколько тысяч метров) максимальных глубинах.

Страницы: 1 2 3 4