Морські обстановки накопичення осадків. Головні риси утворення осадків в морі й класифікація морських фацій
Море – область переважного нагромадження осадків на противагу суші – де поважає розмив. Але й на суші є області де відбувається накопичення… а в морі – розмив.
Взагалі морське дно арена різноманітних процесів, в одному місці сідає матеріал, що поступає з суходолу, в іншому – іде потужний розвиток організми з карбонатним скелетом й утворюються органогенні вапнякові осадки; в третьому, де інтенсивні течії, осадки відсутні; в четвертому – осадки час від часу осуваються, відслонюючи скельний ґрунт, в п’ятому – іде повільне осадконагромадження з залізо-марганцевими конкреціями.
Незважаючи на розмаїтті умов, осадконагромадження на морському дні взагалі більш постійне ніж на суші. Температура, гідрохімічний режим, динаміка – все це на дні моря більш стабільні; їх зміна повільніша ніж на суші; море має більшу інерцією.
Тому морські осадки як сучасні, так й викопні взагалі більш витримані за складом та іншими ознаками, ніж континентальні.
Типи морських водойм
За умовами осадконагромадження виділяють п’ять типів морських водойм.
1. Океани – які займають дві третини сучасної поверхні земної „кулі”. Не велике геологічне значення осадків, що в них утворюються, оскільки у викопному стані відклади відкритих частин океанів майже не відомі.
2. Відкриті вбік океану моря й затоки (Біскайська затока, Аравійське море, Затока Аляски тощо). Нагромадження в них тісно пов’язане з океанічним режимом. За зміни рівня моря в них утворюються регресивні та трансгресивні товщі. Осадочні товщі такого типу дуже поширені у викопному стані.
3. Окраїнні моря, відділені від океану ланцюгами (низками) островів, які мають підводне продовження у вигляді підводних гряд (далекосхідні моря – Охотське, Східнокитайське, а також Мексиканська затока, Карибське море тощо. Завдяки відокремленню від океанів окраїнні моря специфічні за своїми осадками, органічним світом та гідрохімічним режимом.
4. Середматерикові моря (Червоне, Середземне, Чорне). Вони глибоко „врізані” в сушу, поєднуючись з океанами однією або кількома протоками, часто неглибокими. Осадконагромадження – специфічне. Невеликі зміни рівня можуть викликати замкненість басейну. Осадконагромадження в них має специфічні риси.
5. Цілком ізольовані від океану басейни (Каспійське, Аральське). Характер нагромадження осадків – озерний, настільки відмінний від морського, що іноді їх розглядають як озера.
За формою поперечного перерізу виділяють котловинні й плоскі водойми. Котловинні – мають круті (стрімкі) схили з глибинами в кілька тисяч метрів (Чорне, Середземне, Мексиканська затока тощо). Такі моря поширені в геосинклінальних областях.
Плоскі – надають невеликі глибини (200-400 м) й дуже пологі схили (Баренцове, Карське, Лаптєвих, Гудзонова затока тощо). В геологічному минулому цій категорії відповідали епіплатформні (епіконтинентальні) моря.
Живлення морів осадочним матеріалом відбувається з трьох джерел:
1) знесення продуктів вивітрювання з суші – головним чином річками, менше льодом й вітром;
2) ерозія (розмив) берегів й дна самим морем (хвилеприбійна діяльність та течії);
3) вулкани, які „поставляють” тверді та рідкі (термальні розчини) продукти й гази.
Щорічний винос з суші в моря 3-5 кубічних кілометрів продуктів вивітрювання та інших.
Інтенсивність живлення залежить від співвідношення площі водозбору басейну та його власної площі. За умов зменшення розмірів басейнів їх водозбірна площа відносно росте (ніби парадокс…).
Через це внутрішні моря отримують більше живлення, ніж океанічні басейни. За останні 1000 років в Чорному морі – 20-100 см осадків, в Атлантичному океані 2-4 см, в Тихому океані менше 1 мм.
Хімічні й фізичні властивості морського середовища
а) Солоність
В океанах та в морях, котрі з ними сполучаються, склад солей лишається майже однаковим (на 1000 г морської води та у відсотках від загальної кількості солей).
NaCl – 27,2 (77,8 %), MgCl2 – 3,8 (10,9 %), MgSO4 – 1,7 (4,7 %), CaSO4 – 1,2 (3,6 %), K2SO4 – 0,9 (2,5 %), CaCO3 – 0,1 (0,3 %), MgBr2 – 0,1 (0,2 %).
Аналіз наведених даних свідчить про перевагу хлоридів, менше сульфатів, зовсім мало карбонатів. Середня солоність океану 35 ‰. Коливання в дощові сезони у поверхневих шарах падає до 32 ‰ (Північна частина Індійського океану), в сухих та жарких областях Атлантики солоність піднімається до 38 ‰; в Червоному морі – 41 ‰, в Чорному морі – 17 ‰.
Солоність визначає характер організмів; коливання викликають компенсаційні течії; в солоній воді швидше осідає тонкий мул. За високих концентрацій сіль випадає в осадок.
Гази особливо O2, CO2, H2S – дуже впливають на характер осадконагромадження. В поверхневих шарах вміст О2 – 5-6 см3/л; на глибині 500-1000 м – 1-2; біля дна знову більшає до 4-5 см3/л. Це є причиною того, що на дні відкритого океану переважають окислювальні умови. В різних типах морів розподіл О2 на глибині визначається, головним чином ступенем зв’язку з океаном (в Чорному морі зв’язок з океаном дуже слабкий, придонні шари позбавлені кисню (О2), там є різко відновлювані умови, вільний сірководень).
Вуглекислий газ (СО2)в морській воді знаходиться в більшій кількості ніж в атмосфері. Джерелом СО2 є життєдіяльність організмів, розклад органічних речовин та вулканізм. Вуглекислий газ збільшує розчинність карбонатів, тому на океанічному дні вода звичайно недосичена ними. Тиск та температурні умови сприяють розчиненню карбонатів, черепашок що падають на дно.
У верхніх теплих шарах в тропіках де рослини використовують СО2 , розчинність його зменшується завдяки більшій температурі та меншому тиску; карбонати випадають в осад хімічним шляхом.
Температура морської води на поверхні визначається географічною широтою місцевості, порою року та переважаючими течіями. В океані коливання температур відбувається до глибин в кілька сотень метрів. Нижче іде поступове падіння її й у дна в тропіках температура досягає 0 -3оС.
В окраїнних та внутрішніх морях температура на глибині більше залежить від місцевих умов і тому більш різноманітна. В Червоному морі температура з 700 до 2200 м постійна приблизно 21,5оС, в Індійському океані на таких глибинах – 3-4оС, в Чорному морі від 100 до 2200 м – 9оС.
Тиск збільшується на 1 атмосферу кожні 10 м глибини. Отже, у глибоководних западинах тиск досягає тисячі атм. Підвищення тиску впливає на вміст газів, й особливо СО2, що сприяє розчиненню карбонатів вже на глибинах 4500-4700 м (так звані критичні глибини).
Світло досягає різних глибин в залежності від прозорості (муть та планктон зменшують прозорість. Видимість досягають 50 м, рослини зустрічаються на глибині до 150 м, а у виключних випадках до 350 м. Життя, яке пов’язано зі світлом обмежене шельфом.
Гідродинаміка у відкритому морі частинки води рухаються приблизно коловими орбітами. У берегів хвилі гальмуються дном, їх траєкторія трансформується, витягується. З глибиною радіус обертових рухів частинок води, зменшується. Максимальна глибина, до якої відчувається вплив хвиль, називається „базисом дії хвиль”. У відкритому морі 30 м; у північній частині Каспію всього 15-20 м.
В зоні прибою хвилі шліфують гірські породи, вони сортують (диференціюють) осадочний матеріал за величиною та мінеральним складом (питомою вагою); утворюють вали, пляжі, коси, підводні бари, томболо та інші акумулятивні форми. Вони переміщують матеріал вздовж берегу й за нормалі до нього; руйнують берег, утворюючи хвилеприбійні ніші.
Берегові або хвильові течії сила й напрями їх пов’язані з інтенсивністю вітру. Швидкість берегової течії може досягати 3-4 км/год; воно переносить пісок вздовж берегу і є важливим фактором в формуванні прибережно-морського типу косої шаруватості й розподіляють, транспортують матеріал вздовж берегу.
Зона розташована за смугою прибою забезпечується осадками так званими розривними течіями, які виникають в місцях витоку води, яка нагнана хвилями проміж баром й берегом. Їх швидкість досягає кількох км/год. Вони переважно виносять піщані, алевритові та глинисті частинки далі від берегу.
Припливи та відпливи. Є області де висота припливів досягає 10-15 м при пологих берегах, тоді зона безпосередньої взаємодії суші й моря може досягати кількох км. Припливи й відпливи утворюють течії, які переносять великі кількості осадочного матеріалу й розмивають дно до скельного базису (приклад Ламанш). Швидкість припливних течій досягає 29 км/год.
Цунамі хвилі пов’язані з землетрусами.
Іноді висота їх досягає 100 м (Аляска 1938 рік). Вони змучують осадки, утворюють підводні зсуви тощо.
Дрейфові течії утворюються під дією вітрів. Коли вони спрямовані від берегу, до берегу, дном може підніматися до поверхні компенсаційна течія. Подібний механізм мають пасатні течії, які охоплюють цілий світ – „глобальні течії”.
Океанічні течії виникають під впливом сумісної дії низки факторів. Максимальна швидкість до 10 км/год з глибиною меншає й на глибині 1000 м незначна. Вона переносять тонкий матеріал на значні відстані, на мілинах (Гольфстрім у берегів Флориди) викликає розмив дна, в місцях змішування вод відбувається загибель організмів й впливає на клімат.
Суспензійні (муттьові, турбідитні) течії виникають, коли під дією якихось причин на дні змучується осадок (зсуви, сильні хвилі, землетруси тощо) або в море виноситься мутна вода з суші, яка має більшу густину й тече вниз схилом й на значних глибинах відкладається звішений матеріал.
Глибоководна течії відміни температури на різних глибинах різний вміст кисню в воді пояснюється повільним круговим рухом океанічних вод на поверхні від екватору до полюсів й дном від полярних областей до екватору. Походження цих течій пов’язують з різницею густини вод різної температури й солоності (холодні води Арктики й Антарктики опускаються до дна…)
Класифікація морських осадків
Існує кілька підходів до класифікації морських осадків.
За механічним складом
За поєднанням речовинного складу та їх походженням: уламкові, глинисті, пірокластичні, кременисті, карбонатні, залізисті, глауконітові, манганові, фосфатні, збагачені органічною речовиною (Безруков, Лисицин)
Мерей та Ренар морські осадки поділяють на дві головні групи:
1) пелагічні, які відклались у глибоких водах та
2) теригенні відклади, котрі утворилися поблизу материків.
Обидві групи поділяються за складом.
Ще одна класифікація ґрунтується на глибині утворення морських відкладів:
Літоральні, неритові, батіальні, абісальні.
В окрему групу виділяють осадки морів з ненормальною солоністю й морські вулканогенні осадки.
Поширення життя в морі та значення організмів для осадкоутворення
Різноманітність органічного світу є характерною рисою морського середовища. Організми чітко реагують на зміни умов життя і це робить їх особливо цінними для фаціального аналізу. Багато з них є утворюючими осадки!
З 63 класів тварин Землі 31 живе лише в морі, 14 – в морській та прісній воді. І тільки представники 2 класів живуть головним чином в прісній воді інші 7 – переважно в морі, 3 – головним чином в повітрі, 3 – в усіх трьох середовищах.
Бентос – організми котрі живуть на дні. Бентос поділяють на сидячий який не міняє свого положення на дні та рухомий, котрий пересувається на дні, плаває біля дна чи заривається в осадок та рухається там.
Нектон – активно плаває в товщі води.
Планктон – пасивно плаває, але деякі, або навіть більшість можуть активно міняти рівень. Серед планктону розрізняють зоопланктон та фітопланктон, й фракції -макропланктон (більший за 1 мм), мікропланктон (1 мм – 50 μκ), нанопланктон (5-50 μκ).
Планктон живе переважно у верхніх шарах води, які прогріваються й освітлюються. Вони не є покажчиком глибини, не пов’язані з ґрунтом. Відсутність мертвих карбонатних черепашок планктонних організмів може бути індикатором глибини більшої за критичну. Багато з планктонних організмів є індикаторами нормальної солоності або певної температури води.
Існують організми які в онтогенезі змінюють спосіб життя і умови існування: личинки – планктон, дорослі селяться на дні – бентос (брахіоподи, багато молюсків, корали тощо). Черепашки наутілусів після загибелі стають сейстоном (все що плаває на поверхні). Виділяють некропланктон – мертві рештки організмів.
Значення ґрунту в житті донних організмів
Найбільш широкий спектр бентосу на піщано-глинистих ґрунтах. Його складають повзаючі по дну форми, ті що зариваються, мулоїди, хижаки, угрупування бактерій, грибів та бурхлива рослинність (підводні луки).
На м’яких насичених водою тонких мулах поселення бідніші, тому що ґрунт в’язкий (топкий для утримання приростаючих форм або тих що повзають). В таких умовах добре лише організмам, які зариваються або риються в мулі, або тим, які мають дуже легкі черепашки та вільно лежать на такому дні маючи пристосування проти занурювання (шлейфи, голки).
В найбільш тонких мулах дуже мало решток (принаймні макроскопічних). У викопному стані вони майже відсутні за виключенням слідів життєдіяльності, або деяких решток нектону, або планктону.
На кам’янистих ґрунтах, в зонах скель та великих брил селяться інші організми, головним чином приростаючи, або ті, що присмоктуються до каміння; макрофіти утворюють густі зарості.
Тут багато свердлильників, які механічним чином, або розчиняють хімічним шляхом, утворюють собі нірки в камінні та скелях. Тут живуть організми, котрі мають міцні панцирі (краби. Їжаки) або черепашки (устриці та їх екологічні аналоги в геологічному минулому – гіпуритиси тощо).
Значення солоності для життя морських організмів
Серед морських організмів виділяють стеногалінні форми, які живуть лише за певних сталих умовах солоності й не переносять її зміни, та еврігалінні – пристосувалися до різних умов солоності. Природно, що значення перших для генетичного аналізу більше других.
До стеногалінних належать корали, голкошкірі, донні форамініфери, брахіоподи тощо. Еврігалінними являються водорості низка бівальвій, риб тощо.
За зниження солоності (так само як й за її збільшення проти нормальної) життя у морі стає біднішим. Дуже яскравими прикладами з цього приводу є Балтійське та Чорне моря. Солоність в Балтійському морі закономірно зменшується з заходу на схід. В Північному морі солоність 34‰, в протоці Каттегат – 25‰, в центральній частині Балтійського моря – 6-7‰, в Ботнічній та Фінській затоках – 2-3‰. Відповідно до цього міняється кількість видів морських тварин з 1500 видів у Північному морі до 51 у Ботнічній та Фінській затоках.
Подібна картина спостерігається при просуванні в напрямку від Середземного до Азовського морів. Солоність у Середземному морі 37-38‰, в Чорному 17-18‰, в Азовському 10‰, відповідно кількість видів в Середземному морі – 7000, у Чорному – 1200 в Азовському 100, в Каспійському – 14, в Аралі – 2 середземноморських види.
При зменшенні солоності відбувається не тільки падіння розмаїття морської фауни, але й міняється також її зовнішній вигляд – звичайно фауна стає дрібнішою. У Північному морі біля Англії мідії мають великі черепашки до 150 мм, у Кілській бухті 110 мм, біля Фінляндії – 40 мм, у Ботнічній та Фінській затоках – 21-27 мм.
Важливо, що організми, які пристосувались до зміненої солоності часто утворюють масові поселення.
На зміну видового складу впливає також температура, кількість кисню тощо.
Значення температури для життя морської фауни та флори
В більш холодній воді життя взагалі бідніше ніж у теплій. За Зенкевичем в морі Лаптєвих – 400 видів тварин, в Карському – 1200, в Баренцовому -2000, в Атлантичному океані біля Англії -3000, в Середземному морі біля 7000, у водах тропічної зони Індо-Малайського архіпелагу відомо до 40000. Подібним чином змінюється кількість видів рослин.
Неритові відклади
Неритовою називають область, що тягнеться від глибини, де перестають впливати хвилі до зовнішнього краю шельфу. Інтервал глибин від кількох десятків м до 300 – 400. Неритова область дуже не однорідна особливо сильно розрізняються її верхня та нижня частина.
В верхній (до глибини 50 м) багато світла, рослинності та тварин. За штормів хвилі досягають дна.
В нижній, де глибини 200 та більше хвилі практично до дна не досягають, тому режим нагромадження осадків спокійний. Світло майже не проникає й рослини не живуть.
На глибині від 160-200 м до 350-400 м іноді виділяють псевдоабісаль, область за умовами близька до абісалі.
В неритовій області може утворюватись навіть сірководневе отруєння ( Гвінейська затока).
Схема розподілу осадків на шельфі.
Вважається що розподіл осадків наступний поблизу берега накопичуються добре відсортовані крупнозернисті піски (далі все більш дрібнозернисті) алеврити, глини. Така схема „працює” лише для шельфу з ідеально виробленим профілем рівноваги. Звичайно таке буває рідко. В природі відомі утворення накопичень гальок на глибинах, може не відбуватися зменшення величини зерен з глибиною, наявність грубозернистих осадків у зовнішнього краю шельфу. Це пояснюється більш низьким рівнем океану в кінці плейстоцену й початку голоцену (наприклад в районі дельти Міссісіпі, біля о. Тринідаду, біля північних берегів Північної Америки та в інших місцях). Припливні течії зі швидкістю 5-6 км на годину не дають можливості осадконакопичення й в таких місцях відслонюється кам’янисте дно або галькове ложе.
В Норвезькому морі грубозернисті піски є на глибині біля 200 м, багато гальок та уламків на ще більших глибинних. В Середземному морі галька зустрічається на глибині 70-100 м.
Приклади сучасних неритових відкладів.
Баренцове море – типова шельфова водойма (басейн) з солоністю 32-35 %. Відсутні карбонатні осадки. Перегін від шельфу до материковому схилу на глибині 350-400 м. Середня глибина 230 м. Рельєф дна спокійний: похилі западини до глибин 400 м й пласкі підвищення з глибинами 100-200 м. Помітні два терасових уступи на глибинах 180-220 та близько 70 м – сліди древньої берегової смуги. Рельєф дна вище й нижче уступу більш розчленований. На ньому розташовані палеодолини (в тому числі р. Печори). Осадки різноманітні, головним чином уламкові, на виступах більш крупні в западинах дрібні. Більш крупнозернисті утворення тяжіють до прибережної зони.
Найбільш поширений алевритовий мул. Коричнево-сірий, іноді зеленкувато-сірий та сірий. Кількість алевриту в ньому – 60-80%, глибина 20-30%. Поширений він здебільшого в середній частині моря на глибинах 200-300 м. В глибших ділянках відкладаються мул та глинистий мул (глинистих частинок відповідно 40-45%). У берегових зонах – піщані та піщано-глинисті осадки. Місцями в осадку містяться розбиті черепашки з домішками теригенного матеріалу. Червоні вапнякові літотамнієві водорості утворюють ніздрюватий жовтуватий вапняк. Піски та алеврити складаються головним чином з уламків вивітрених порід. Біля Землі Франца-Йосипа за рахунок вивітрювання базальтів збільшується вміст в пісках польових шпатів та піроксенів. Там головним чином спостерігається поліміктовий склад осадків. Головна фракція – гідрослюди.
Особливо характерні літотамнії (червоні водорості з вапняковим каркасом). Вони в масовій кількості розповсюджені до глибині 80 м. Одиничні зустрічаються аж до 200 м.
До глибини 60-70 м багато донних форм тварин: губок, гідроїдних поліпів, моховаток, брахіопод, голкошкірих, ракоподібних молюсків. Вони оселяються серед водоростей. Особливо багаті алевролітові мули. На пісках життя бідніше. Буйне й своєрідне життя пов’язана з літотамніями. Наявність вапнякових гілок й пустот зручна ніша для життя різної спеціалізованої фауни (голкошкірі, молюски, ракоподібні тощо).
Середземне море – знаходиться в зоні теплого субтропічного клімату. Південна частина межує з областю аридного клімату. До глибини 50-100 м навіть 200 м відкладаються середньозернисті піски, які складені з черепашкового детриту. Моховатки – тварини, які утворюють осадки. Зустрічаються їжаки губки. Карбонатність осадків більша на глибині 100-200 м. – крупнозернисті та середньозернисті піски, іноді вони зустрічаються до глибин 200 м в долинах підводних каньйонів, а також поза ними.
В протоках з придонними течіями вапнякові піски спускаються до глибин 500-700 м, тобто потрапляють в батіальну область.
Піски, що містять менше 10 % карбонатів, зустрічаються зрідка.
У верхній частині неритової області (зони) вздовж південного, африканського узбережжя поширені оолітові та псевдооолітові піски. Вони добре відсортовані середньої дрібнозернисті. Вміст вапна в них приблизно 90%. Колір білий іноді жовтий. Центрами оолітів є звичайно мінеральні зерна та дрібні уламки черепашок. Для пісків характерні домішки черепашкового матеріалу, кількість якого з глибиною збільшується й на глибинах біля 50-60 м оолітові піски змінюються у дуже зелені й погано відсортовані детритові піски та алеврити.
Максимальна біомаса характерна для мулистих пісків та піщаних мулів. Піщані ґрунти більш придатні для поселення, але мають меншу трофічну цінність. Глинистий ґрунт має більшу трофічну цінність, але мало зручний для поселення організмів.
Глауконітові та фосфатні осадки зустрічаються в сучасних відкладах та в викопному стані поруч. Оптимальним для утворення глауконіту є середня та нижня частини неритових відкладів. Іноді зустрічаються у верхній батіалі та зрідка в абісалі. Нажаль не можна зробити певних висновків про кліматичні зони, які сприятливі для утворення глауконітів. Вони зустрічаються у тропічних і в полярних зонах.
Фосфорити частіше за все зустрічаються у вигляді конкрецій від 1 до кількох сантиметрів в поперечнику. Іноді вони майже цілком покривають дно. Приурочені до глибини 100-1500 м.
Утворення фосфоритів пов’язане з висхідними течіями, що піднімаються до поверхні моря з глибинами (зона апвелінгу). Нема відомостей про приуроченість до кліматичних зон.
Геологічні приклади неритових відкладів.
Неритові відклади поширені серед древніх морських товщ. В рифеї Сибірської платформи та Єнісейського кряжу – строматолітові вапняки й доломіти. Потужність від кількох десятків до 200-300 м. Ці породи складені карбонатом, виділеним з морської води колоніями ціаней. Оскільки для масового розвитку „водоростей” необхідно багато світла, безперечно, що ці відклади утворювались в верхній половині неритової області.
В середньому та верхньому карбоні Російської платформи (Московська синекліза). За відносною глибиною та відстанях від континенту в неритовій області виділено 4 зони:
1 – прибережна мілководна; 2 – віддаленого від берега мілководдя; 3 – відносно глибокого моря з нормальним фізико-хімічним режимом; 4 – відносно глибокого моря зі специфічними фізико-хімічними умовами.
1- нижче субліторалі багато населена фауною. Відклади – часте перешарування теригенних та карбонатних осадків. Захоронення решток різноманітне й пов’язане з типами осадків та умовами їх накопичення.
2 – панують різноманітні карбонатні осадки, теригенного майже нема. Характеристика елемент відмілини відкритого моря, що утворені головним чином органогенно-уламковими вапняковими мулами, що (зараз) утворили різноманітні детритові вапняки та біогерми. Вони досягають кількох десятків сантиметрів висоти.
3 – характерні осадки тонко-, мікрозернисті та шламові вапняки, які складені сильно перетертими рештками різних організмів. Склад фауни цієї зони досить різноманітний, хоча бідніші за інші. Глибина накопичення шлакових вапняків 100-150 м. Це середня частина неритової області.
4 – мікрозернисті, доломітові та вапнякові, фауна зрідка – ядра гастропод та пелеципод.
Палеоген Ферганської западини містить наступні групи порід: 1 – м/з піски та алеврити. Бідні фауною; 2 – м/з піски та алеврити з глауконітом (10-20%) та ядрами пелеципод; 3 – глинисті алеврити та алевритові глини. Перші багаті пелециподами, гастроподами, форамініферами; другі – бідні фауною (форамініфери та кістки риб); 4 – вапняки детритові оолітові, псевдооолітові, форамініферові, водоростеві, устричні тощо; 5 – глибоководні – тонко відлучені глини монтморилонітового складу.
Корисні копалини неритових відкладів. Містять руди Fe та Mn. Бідні руди Fe- оолітові, гідрогетит-шамозит-сидеритового типу. Ордовицькі руди Північного Уельсу, родовища у Франції та ФРН ( прояви в ордовіку Волині та Молдови); силурійські руди США частина пліоценових руд Керчі. В іншому випадку вміщуючи рудні тіла породи різні, в них намічено два літологічних типи: 1) Fe руди начинаються в піщаних породах протягаються алевроліти й виклинюються далі від берега у глинах; 2) – начинаються в піщаних породах, але потім переходять у карбонати.
Руди мангану (Mn) представлені двома типами: теригенними й карбонатними.
1 – теригенні – Чіатура, Нікополь;
2- карбонатні – Улутавське родовище на Уралі.
Манганові руди, на відміну від залізних, майже ніколи не зустрічаються серед піщаних порід, а залягають серед тонких глинистих осадків. Вони зсунуті відносно залізних руд до зовнішньої океанічної частини неритової області.
Чисті вапняки органічного походження. Характерні для неритової зони є сировиною для отримання металургійного флюсу та виробництва цементу, а тонкозернисті міцні вапняки хімічного походження або дрібно детритові – використовують як будівельне каміння.
Рифові масиви
Рифи – масивні тіла з крутими або вертикальними схилами; вони виступають або майже виступають над поверхнею моря.
Рифи, каркас яких утворений колоніальними організмами, які будують рифи, називають біогенними.
Викопна органогенна будова, складається з комплексу заміщуючи один одного порід, масивних біогенних, органогенно-уламкових та хемогенних. Форма рифа – масив складної будови потужність якого переважає потужності оточуючих синхронних верств. Звичайно – це гряда або горб (хвилелом).
Біогерм – масивна органогенна будова, що виступає над прилеглими одновіковими відкладами іншого літологічного складу але переважаюча їх за потужністю.
Біостром – шарувата або масивна викопна органогенна будова, майже не піднімається над оточуючими відкладами іншого літологічного складу, яка переважає їх за потужністю. Форма біострому – лінза або пласт. Іноді біоструми являють собою викопні банки.
Банки – масивні тіла плоскої форми, що виступають над дном й часто непомітно з ним зливаються. Банки можуть мати різке походження, в тому числі органогенне (устричні банки). Глибина їх утворення може бути різною.
Вважається, що рифи утворюються в мілкій воді на глибинах, які відповідають літоральній та неритовій областям . Продукти їх руйнування зустрічаються, починаючи від пляжу до значних глибин – аж до абісальної. Тому вони належать кільком областям вертикальної зональності. Рифи поширені у викопному стані з ними пов’язані важливі родовища корисних копалин
Вважається, що причина змін не тільки в тім, що теплі води більше сприяють життю. Слід враховувати, що теплі води займають більше місця на Земній кулі, ніж холодні. Довжина берегової лінії тропічного поясу в 10-12 раз більша ніж в холодних морях та океанах.
А відомо, чим більше й різноманітніше середовище, тим різноманітніше рослинний та тваринний світ. Деякі групи існують в практично постійних температурних умовах. Це вся глибоководна фауна – температура 1-20С.
Вплив глибини. Глибина існування має також суттєвий плив. Це пояснюється тим, що на мілководді багато кисню та поживних речовин, які сповзають з суходолу. Вода добре прогрівається та переміщується, багато світла що забезпечує бурхливий розвиток рослинності та тваринного світу, пов’язаного з розливами.
Глибоководна фауна звичайно не має твердого зовнішнього скелета (покриву) або має тонку ламку черепашку.
Умови життя найбільш поширених важливих в геологічному розумінні морські організмів (сучасних та вимерлих):
Рослини: 33 класів сучасних рослин, 15 класів –наземні, 3 – прісноводні, 10 – прісні й солоні води й 5 – виключно морські.
Рослинність моря бідніша континентальної. Головна маса (біомаса) – одноклітинні водорості (переважно планктон); меншу масу дають водорості – макрофіти ( зелені, бурі та червоні) й дуже мало вищі рослини.
Більшість морських рослин не містить клітковини й у викопному стані зберігається погано. Розкладаються без доступу кисню перетворюються у сапропель.
Деякі дослідники (Калицький, Вебер) пов’язують органічну речовину, що є вихідною для утворення нафти, з продуктами роз кладу морських рослин. Уже йшлось про те, що рослини максимально поширені лише до 350 м. Переважаюча маса живе на глибинах кілька десятків метрів.
Рештки планктонних можуть опускатися після відмирання на більші глибини.
Планктонні золотисті (chryzophyta) – коколітофориди (карбонатні) та сілікофлагеляти (кременисті) відомі в мезозої і є породоутворюючими. В писальній крейді коколітофориди складають до 70% об’єму.
Планктонні – діатомові водорості . Переважають в холодних водах, де вони після смерті утворюють діатомовий мул.
Відділ (тип) Chlorophyta (зелені) – в ордовіку рід Gloeocapsomorpha – дали початок горючим сланцям Естонії та Ленінградської обл. Coralina (K – Q); літотамнії (K-Q)
Радіолярії – найпростіші одноклітинні, кременеві відомі з pG. Населяють переважно верхні шари теплих морів нормальної солоності. Масовий їх розвиток пов’зують х епохами посилення вулканічної діяльності, коли в морську воду поступало багато розчиненого кремнезему.
Форамініфери – одноклітинні, вапнякові або аглютиновані черепашки.
Донні та планктонні можуть бути породоутворюючими. Крупні (велетні) форамініфери – фузилініди – в Pz3, нумуліти в палеогені; були мешканцями теплих морських басейнів з малою глибиною.
Більшість форамініфер – стеногалінні. Форми з вапняковими черепашками – мешкають в теплих та тропічних морях.
Аглютиновані – головним чином в холодній воді, а також в умовах підвищеного вмісту вуглекислоти (піщані форамініфери).
Губки – важлива група переважно морських донних організмів з вапняковими, кременевим або роговим зовнішнім скелетом.
Вапнякові індикатори – шельфу. Кременеві на різних глибинах аж до абісалі. Можливо в Pz вони панували на шельфі, а в Мz поширились в батіальну й абісальну області.
Губки-свердлильники – поширені на мілководді. Сліди їх життєдіяльності з Мz.
Археоціати – вимерлі організми Є мали спосіб життя подібний коралам, утворювали біогерми.
Кишечнопорожнинні: Строматопори колоніальні організми близькі до гідромедуз; були дуже поширені в Pz 1-2, утворювали великі структури – можливо рифового типу.
Корали – поширені й дуже важливі в геологічному відношенні. Колоніальні будуючи рифи корали можуть існувати лише в певно обмежених умовах й тому є цінними індикаторами середовища.
Сучасні будуючи рифи корали живуть в чистих рухливих водах нормальної солоності за температуру не нижче 22 0С й на невеликих глибинах від поверхні до кількох десятків м. Подібні умови були необхідні коралам в минулому.
Знахідки коралів не завжди індикатор рифів, але в більшості випадків вони свідчать про тепле мілке море нормальної солоності.
Іноді колонії коралів досягають 600 м. Одиночні корали живуть частково в тих же що й колоніальні. Але вони можуть досягати значно більших глибин – 200-400 м, можуть зустрічатися на глибинах 2000 м. Ці відміни існували і в минулому.
Голкошкірі. Сучасні морські лілеї – глибоководні – батіальні та абісальні. В Pz та Мz – були поширені на шельфі.
Морські їжаки – мешканці шельфу, але окремі види можуть жити на глибинах . Вони дуже стеногалінні. Глибоководні мають тонкий може прозорий панцир; мілководні товстий масивний – 200 км. Глибини.
Моховатки – колоніальні з вапняковим скелетом, переважно морські мешкають на різних глибинах при широких межах температури, переважно в чистій воді. Сучасні не мають великого породоутворюючого значення. В Р- моховаткові рифи Передуралля; N – біогерми Керченського півострова.
Брахіоподи – більшість стеногалінні, личинки ведуть планктонний спосіб життя – широке географічне поширення тощо.
Сучасні живуть на глибинах більше 200 м. Підчас розквіту групи в Pz – вони в пануючий більшості ( в тому числі продуктіди й спіріфериди та інші роди) мешкали на шельфі аж до прибережних, можливо частина могла існувати за „відмінних” умов солоності та за недостатності кисню.
Деякі брахіоподи були мешканцями рифових обстановок – Richthofenia.
Молюски. Багато з них є породоутворюючими організмами.
Бівальвії – в морях та прісних водах: сидячий або рухливий бентос, для шельфу і особливо характерні форми, які глибоко зариваються в грунт, а для скелястої літоралі молюски-каменеточці.
Деякі стеногалінні, інші живуть при коливаннях солоності. В опріснених басейнах двостулкові – одна з найбільш важливих груп. Їх рештки (черепашки) – складають значну частину карбонатних осадків. Приростаючи (рудисти) – в мезозої будували рифи.
Черевоногі – мешкають у неритовій та літоральній зонах. Рухливий бентос, одна група крилоногі – планктонні, їх рештки складають птероподові мули. Більшість морських стеногалінні, але деякі живуть у солонуватоводних басейнів та естуарієв. Характер черепашки свідчить про умови. Товсті, масивні, іноді з багатого скульптурного, характерні для форм існуючого в теплій, мілкій, рухливій воді.
Мешканці великих глибин або тихих бухт звичайно мають тонкі черепашки.
Цефалоподи – мешканці моря з нормальною солоністю – вони індикатор нормальних морських умов. Сучасний представник ectocochlia Nautilus веде придонний спосіб життя в теплому морі на глибинах до 100 м, але після смерті черепашка наповнюється газом, піднімається на поверхню й плаває потрапляючи в різні осадки. Рештки подовжених форм є покажчики течій.
Белемніти – нектон, нормального моря. Їх рештки зустрічаються в різноманітних морських відкладах.
Членистоногі ракоподібні та трилобіти вели переважно донний спосіб життя; населяли неритову та верхню частину батіальної зони.
Балануси, мешканці зони …..; десятиногі раки зариваються – мешканці літоралі та верхньої частинки неритової зони.
Хребетні
Риби прісноводні, прохідні та солонуватоводні утворюють рештки на різних глибинах. Багато риб жили лише в морі – акули, їх зуби зустрічаються в масових кількостях.
Деякі MZ рептилії (іхтіозаври, плезіозаври тощо) були чисто морськими як сучасні морські змії, морські черепахи, різні китоподібні та ластоногі ссавці; їх рештки відомі в морських KZ відкладах.
Літоральні відклади.
Границя суші й моря – берегова лінія. Вона дуже нестійка. Вона змінюється зі зміною рівня моря. Частина суші, що примикає до берегової лінії й де відчувається вплив водойми називається узбережжями. Частина узбережжя, що знаходиться під безпосередньою дією гідродинаміки водойми – берег (пляж, або кліф, або зрізаний бухтами берег тощо).
Джерело осадків: частково море, що викидає матеріал на берег, частково суша, що несе його ріками, струмками, площинним змивом, вітром. Способи його відкладення різноманітні – берегові течії, хвилі виносять його на сушу, вітер утворює дюни; зсуви й обвали утворюють несортовані брекчії, дощові води утворюють на березі делювіальний шлейф.
Прибережна мілководна частина моря називається літоральною областю. Літораллю називають зону, де відчуваються припливні й відпливні зміни рівня моря. При такому розумінні в морях, практично відсутніх припливів – літоральної зони нема.
Іноді всю шельфову зону називають літораллю. Звичайно, літораллю або літоральною областю вважають прибережну область, де сильно діють хвилі, можуть бути припливи й відпливи (обов’язково), а також особливо багато світла, тепла, повітря й живильних речовин.
Тому в літоральній зоні виключно багате життя. Вище рівня, якого досягає вода під час припливу, виділяють супралітораль. На неї потрапляють хвилі, що набігають бризки й морська вода за нагінних вітрів. Тут знаходиться пляж, поселяються організми, які можуть подовгу лишатися без морської води, переносять коливання t0, а також періодичну дію прісної дощової води.
Власне “літораль” – це зона, яка регулярно заливається морем за припливів й осушується за відпливів = припливно-відпливна зона (intertidal).
За висоти припливу кілька метрів на пологих берегах може мати ширину в кілька км. В морях, позбавлених припливів власне літораль розташована біля урізу води.
В цій зоні хвилі втрачають більшу частину енергії. Тут знаходиться підводне продовження пляжу. Часто літоральну й супраліторальну частини пляжу називають береговим схилом.
Зона від нижньої границі відпливу до зовнішнього краю шельфу називається сублітораллю. Або до нижньої границі (межі), де кінчається змучування осадків хвилями.
Глибше знаходиться область з більш спокійними умовами накопичення осадків – неритова область.
Літораль разом з сублітораллю та верхньою частиною неритової = фіталь.
Особливості літоралі: 1) осадки тут дуже мінливі, через непостійний гідродинамічний режим (дна); 2) складність рельєфу через велику гідродинамічну активність.
Ерозійні форми: пологі або горизонтальні абразійні поверхні – бенч, урвисті – кліф.
В викопному стані такі поверхні покриті буграми й западинами називають твердим ґрунтом.
Акумулятивні форми: підводні вали й гряди, розташовані паралельно берегу й майже доходять до поверхні або знаходяться на глибині 15-20 м. Висота від кількох десятків до 6-8 м. Іноді вони розташовані під гострим кутом й навіть перпендикулярні береговій лінії, складаються вони пісками та галечниками.
Коли підводний вал піднімається вище рівня води у вигляді гребеня утворюється бар. Бари відокремлюють частину моря – лагуни. 3) виключне багатство органічним життям.
Відклади пляжу, берегові вали. Пляж накопичення уламкового матеріалу в зоні дії прибою є найхарактернішим елементом берегової зони. Саме на пляжі накопичується матеріал, який море викидає на сушу.
Верхня межа пляжу визначена границею заплеску найбільш великих штормових хвиль. Середній рівень моря поділяє пляж на надводну та підводну частини. Надводна частина відповідає супраліторалі, а підводна – середній зоні літоралі.
Крутизна схилу пляжу залежить від розмірів матеріалу до 300; відповідні нахилу косих серій. Вологий пісок може утворювати уступи. З іншого боку пологі пляжі мають поверхи шарів. В берегових валах шаруватість горизонтальна та коса.
Склад осадків пляжів від глиб до дрібного піску. Уламковий матеріал теригенний, черепашковий або суміш того й іншого.
На Кавказькому узбережжі – галечники; берегами Каспію – биті черепашки; на Красному морі місцями пляж з вапнякових оолітів. На березі Кара-бугаз-Голу – кристали гіпсу та мірабіліту.
Хвилі потужний механізм сортування за розмірами та питомою вагою. Можуть формуватися розсипи – азовське море монацитові; гарні піски. Є випадки коли бери на великому просторі складений дрібним матеріалом алеврито-глинисті частинки – вати.
Шаруватість горизонтальна та коса клиновидна. Органічні рештки різноманітні.
Збереженість різноманітна: від цілих суглинок (іноді обидві разом) до дрібного обкатаного детриту. Наземні рослини, рештки тварин суші. Біля Одеси черепашка Ostrea edulis tauria та Tellina tenius…
Характерні пляжеві текстури: хвилеприбійні знаки, борозни стікання води, відбитки лап птахів, та інших хребетних, сліди повзання червів, молюсків, рештки нірок організмів, які зариваються. Кам’яний бенч та гальки на ньому можуть бути зрізані каменеточцями – літофаги, фолади тощо.
Відклади біля основи берегового уступу (кліфу). Складаються з уламків порід, які складали уступ. Можуть бути гострокутні та обкатані, різних розмірів глиби, щебінь, жорства, валуни гальки та гравій. Органічні рештки: уламки товстостінних черепашок, шматки панцирів крабів, рештки свердлильників, панцирі баланусів тощо.
Осадки областей потужних хвиль (сильного прибою). Ділянка літоралі, що не захищені від океанських хвиль мають переважно крупноуламкові осадки: піски, галечники, валуни. Іноді осадки зносяться – утворюється скельний грунти.
Коли берег стрімкий й розвивається, то з продуктів його руйнування на дні утворюються брекчії та обвальні накопичення (Крим, Кавказ). Характерні підводні вали. При підвищенні рівня моря вони перекриваються більш дрібноуламковим матеріалом, можуть стати викопними.
В зоні прибою великі валуни обростають бурими водоростями (Fucus тощо) під їх прикриттям – молюски (мідії, літорини, черви, балануси, губки тощо. На піщаних ділянках фауни мало, але вона є всередині товщ піску черви – піскожили, в норах молюск.
Балануси відплив перечікують закривши отвір черепашки. Тут живуть наземні рослини й тварини.
Для літоралі з сильними хвилями характерні поселення устриць, а в тропічних морях коралів та водоростей, що будують рифи.
Осадки ділянок захищених від хвиль – тонкозернисті – алевритові та глинисті (Азовське та Жовте море) – потоки мулистих наносів.
Тут існують: двостулкові, раки, черви, деякі актинії, моховатки тощо. Що переважно зариваються під час відпливів.
Ватові береги це широкі майже плоскі простори морського дна, що оголюються під час відпливів. Для їх утворення необхідні значної амплітуди припливи та береги складені м’якими породами, що дають багато осадочного матеріалу, який утворює плоскі поверхні морського дна. Північне море, мезенська затока Білого моря тощо. Їх ширина до кількох км: до зони пляжу дотична зона рухливих пісків 100 м й більше, далі – зона розмиву, де дно складено підстеляючими корінними породами – глина в Мезенській затоці. На всій цій зоні широкого кілька сот м – глиби й валуни, дрібні гальки вимиті з підстеляючих глин.
Ще далі – широка акумулятивна зона що починається від нижнього краю зони розмиву до рівня найближчих відпливів й іде ще глибше. В верхній частині переважають тонкі глинисті піски, далі від берега вони стають більш тонкими й однорідними, потім знов грубшають й переходять у середньо й грубозернисті піски. Місцями в осадках зустрічаються глинисті катуни від дрібних до 20 см. При катанні в них “вміщуються” уламки, галька, щебінь = великі катуни нагадують уламки конгломератів.
Буває помітна тонка шаруватість, виражена зміною піску різного розміру, та тонкими прошарками детриту (черепашок, торфу).
Шари 1-2 мм. Місцями вати мулисті (майже цілком).
Особливість ватів – численні жолоби з крутими стінками до 1 м шириною до 10 м. Жолоби розгалужуються – вода прямує ………. Під час відпливу.
Органічний світ ватів Північного моря багатий – черви, краби іноді численні, переробляють осадки іноді повністю зникає шаруватість; мідії, літорини тощо. В мезенських ватах бідний іноді черви тощо верствуватість зберігається.
Вати вздовж західного берега п-ва Ютландія – прибережні низини, покриті рідким мулом тягнуться на 440 км, шириною 8-15 до 25 км. Накопичується до 3 мм мулу на рік.
Геологічні прилади літоральних відкладів. Палеоген Ферганської долини – до 10 літологічних типів відкладів: конгломерати, галечники, пісковики, глини, алевроліти, мергелі вапняки тощо. P3 – Кузнецької западини – червоноколірні пісковики та алевроліти (таке ж в С2 Донбасу), С – Підмосков’я вапнякові пісковики, лінзовидні (викопні прибережні еолові дюни). В О Естонії та Ленінградській області “відполіровані” поверхні вапняків зі слідами риючих, свердлячих (черв – Trepanites) й виступи сліди організмів, що прикріплялися. Серед Девонського поля аналогічні утворення – тверде дно. В силурі Поділля також є такі ділянки. На еродованій поверхні S під крейдою кори десятиногих раків.
Корисні копалини – розсипи в зоні активних хвиль від рівня максимального припливу до рівня максимально відпливу.
Конгломератовидні та оолітові залізні руди К ………. – літоральні. N – Керченського п-ва.
Боксити – на розмитій та закарстованій поверхні вапняків – в захищених ділянках літоральної зони.
Будівельні матеріали : галечники, конгломерати, піски, пісковики, черепашники тощо.
Пляж захищає берег від розмиву… Розробляючи пляжеві піски можна посилити ерозію, викликати зсуви (Одеса).
