Морские фации

В море, на дне, выделяется ряд батиметрических зон, имеющих большое значение для фациального анализа (рис. 2.11). Это супралитораль, литораль, сублитораль, эпибатиаль, батиаль, абиссаль и ультраабиссаль (хадаль).

Супралитораль - зона, расположенная выше уровня максимального прилива. Это зона суши, граничащая с морем и эпизодически заплёскиваемая морским прибоем. Здесь живут морские и наземные организмы, видов немного, но их численность большая (водоросли и высшие растения, насекомые, ракообразные, черепахи и морские млекопитающие, кормятся птицы и некоторые сухопутные позвоночные).

Литораль – зона, распо-ложенная между уровнями мак-симальных прилива и отлива. Её высота определяется высо-той прилива и отлива – от 4.5 до 11, в отдельных случаях до 16 м, ширина 10-15 м, но в иногда может достигать нескольких километров. Здесь обитают преимущественно мо-рские организмы, способные переносить осушение, обсыха-ние, изменение температуры (двустворки, гастроподы, черви, ракообразные и др.) Это зона активного воздействия воды на осадок. Волны и различные течения формируют косую слоистость, здесь видны трещины высыхания, следы капель дождя, градин, кристаллов, льда, животных и птиц.

Сублитораль - зона, простирающаяся от уровня максимального отлива до глубины 200 м. Её ширина зависит от ширины шельфа и может достигать сотен кило-метров. Это наиболее благо-приятная для жизни организмов зона (водоросли, губки, моллюски, фораминиферы, кораллы, головоногие и др.). Здесь идёт фотосинтез, активно воздейс-твуют волны в верхней ча-сти сублиторали, накапли-вается основной объём терригенного материала - песчаного и илового. Первый преобладает выше, второй ниже иловой линии. В верхней части литорали обычна разнонаправленная косая слоистость, внизу – горизонтальная.

Эпибатиал ь (глубина 200 – 500 м) развита неповсеместно на нижней части шельфа. Для неё характерны гемипелагические илы и организмы сублиторали, опускающиеся на глубины до 500 и более метров. Состав донной фауны обеднён при полном отсутствии бентосных растений.

Батиаль – зона, совпадающая с континентальным склоном, глубиной 500 – 3000 м, где биоценозы представлены только животными (фораминиферы, губки, кишечнополостные, брахиоподы, раки, двустворки, гастроподы, черви, иглокожие). Это зона перемещения осадков в виде мутьевых потоков и оползней. Тонкие осадки формируются только в защищённых впадинах.

Абиссаль – зона подножья континентального склона и ложа океана (3 – 5км). Здесь обитают не более 2000 видов (иглокожие, черви, ракообразные; слабо развиты брахиоподы, губки, кишечнополостные, гастроподы, двустворки). На континентальном склоне распространены терригенные осадки, а на океаническом дне – пелагические илы.

Ультраабиссаль (хадаль) – зона, расположенная глубже 6,5 км, приуроченная к глубоководным желобам. Здесь обитает около 800 видов фораминифер, червей, ракообразных, голотурий и некоторых других групп.

Пелагиаль (водное пространство) в горизонтальном направлении разделена на неритовую (толща воды над шельфом) и океанскую области. Она населена пелагическими организмами, которые противопоставляются бентосным, обитающем на морском дне – бентали. Среди пелагических организмов выделяют планктонные (зоо- и фитопланктон) – пассивно плавающие и нектон – активно плавающие, среди бентосных – живущих на грунте и зарывающихся в грунт.

Остатки организмов составляют значительную часть осадка дна. Кремнезём, кальцит, органическое вещество производят морские организмы – это биогенная компонента осадков. Карбонаты сохраняются до глубины 4-5 км, ниже они растворяются в воде и не сохраняются в осадках. Биогенный кремнезём растворяется намного слабее. Следует отметить огромную роль организмов в осаждении взвешенных частиц, представленных в основном биогенным, а также терригенным материалом. Среди зоопланктона развиты фильтрующие организмы, которые за сутки улавливают до 10 млрд. тонн взвеси, могут профильтровать весь объём заселенных вод на глубине от 0 до500м за 20 суток. Эта взвесь, проходя затем через фильтрующие организмы, в виде фекальных комочков осаждается на дно. Бентосные организмы также интенсивно влияют на осадок, уничтожая в нем слоистость, нарушая сортировку зерен, уменьшая количество органики.

Море обычно рассматривают как область преимущественного накопления осадков и противопоставляют суше, где, главным образом, происходит размыв. Но это верно только при первом приближении. На морском дне происходят разнообразные процессы. В одном месте энергично осаждается материал, поступающий с суши, в другом пышно развиваются организмы с карбонатным цементом и образуются органогенные известковые осадки. В третьем, где сильные течения, всё смывается, в четвертом осадки хоть и накапливаются, но временами срываются вниз по склону, обнажая скальный грунт, в пятом они отлагаются с ничтожной скоростью и медленно растут железомарганцевые конкреции и так далее.

Морские фации, прежде всего, зависят от глубины бассейна и поэтому разделяются по батиметрическим областям. На глубины свыше 3км приходиться 76,3% дна Мирового океана, на глубины 200-3000м – 16,5%, на глубины до 200м – 7,2%. Обычно выделяют следующие батиметрические области – литоральную (прибрежную глубиной в несколько метров), неритовую (до 200м), батиальную (200-3000м) и абиссальную (свыше 3км.). Абиссальная область располагается над ложем океана, батиальная –материковым склоном, неритовая и литоральная – над шельфом.

Шельф – относительно мелководная, примыкающая к суше часть дна моря, где происходит активное перемешивание водной толщи в результате волнения моря, обогащение вод кислородом, проникновение солнечного света. Всё это способствует широкому развитию органической жизни как на дне, так ив самих водах над дном моря. Биомасса на дне составляет 0,2-0,25 г/м² и может достигать 70-80 кг/м², в водах биомасса планктона составляет 0,5 г/м². Живые организмы играют важнейшую роль в геологических процессах, поскольку в результате их жизнедеятельности и отмирания возникают горные породы, совершается кругооборот газов в природе, создаются параметры среды осадконакопления.

Отложения шельфовых фаций представлены обломочными, органогенными, хемогенными, и вулканогенными образованиями, а также смешанными их разностями. Обломочные осадки шельфа сложены грубообломочным материалом (валуны, галька, гравий), песками и глинами. Грубообломочный материал осаждается у берега, далее до глубин 50-70 м, куда распространяется волнение моря, отлагаются пески, а в застойных зонах – глины. Зональность нередко нарушается в зонах течений, у пологих берегов, при сильных ветрах и приливах и так далее. В зоне действия волн слоистость преимущественно косая разнонаправленная, реже близкая к горизонтальной, в застойной зоне – горизонтальная. Отложения часто содержат остатки организмов и растений.

Органогенные отложения, больше чем на треть состоящие из органических остатков, представлены карбонатными и кремнистыми разностями. Кремнистые породы сложены остатками радиолярий и диатомей, карбонатные – различными по составу известняками и мелами. Одни из них являются продуктами жизнедеятельности бактерий (онколитовые известняки), другие – водорослей (строматолитовые известняки и мела), третьи состоят из остатков раковин (фораминиферовые, археоциатовые, брахиоподовые и др. известняки).

Хемогенные отложения представлены карбонатными (доломиты, оолитовые известняки), кремнистыми (кварциты, фтаниты, яшмы, лидиты) образованиями. Менее развиты железистые (оолитовые железняки, глауконититы), фосфаты (фосфориты) и другие породы. Вулканогенные отложения представлены подводными эффузивами, туфами, туфогенно-осадочными разностями.

Фации батиальной области представлены флишем. Батиальная область располагается в пределах материкового склона с наклоном в сторону океана 3-5 °С. Склон пологий, осложненный холмами и впадинами с подводными каньонами. На нем накапливаются преимущественно алевритовые и глинистые илы, реже биогенные (диатомово-радиоляриевые, диатомовые, фораминиферовые), а также пески. Осадки из-за крутизны склона находятся в неустойчивом состоянии и при малейших толчках (обычно сейсмического происхождения) скатываются вниз к подножью континентального склона. Это так называемые мутьевые потоки, дающие осадки с градационной слоистостью. В осадках часто присутствует глауконит. Породы фаций батиальной области бедны фауной и в них практически отсутствует остатки флоры.

Фации абиссальной области образуются в различных областях океанического дна, имеющего сложное строение. Огромные площади занимают абиссальные котловины с плоским или холмистым (превышения 200-300 м) рельефом. Котловины разделяются срединно-океаническими и подводными хребтами. Срединно-океанические хребты имеют ширину 300-2000 км, а их высота достигает 3,5-4 км, а некоторые вершины выступают над уровнем моря в виде островов. Рельеф срединно-океанических хребтов резко расчлененный с рифтовыми долинами и рифтовыми поднятиями. Подводные поднятия разделяют подводные впадины, обычно асейсмичны. Выделяются гайоты (плосковершинные горы) – конусы потухших вулканов, опущенные на значительную глубину и часто увенчанные коралловыми постройками. По окраинам абиссальных котловин на границе с островными дугами располагаются глубоководные желоба. Это длинные (до 5500 км), узкие (5-18 км) и глубокие(8-10 км) прогибы с крутыми склонами и плоским дном.

Встречаются участки абиссали, резко отличающиеся от окружающих пространств составом, обликом и интенсивностью жизни. Они получили названия абиссальные оазисы жизни, рифтовые сгущения жизни, денсаль. Эти оазисы связаны не только с гидротермальными подводными выбросами, но и с участками, где через поры отложений просачиваются в воду газообразные и жидкие выделения недр. Гидротермальные выбросы извергаются из конусовидных образований, называемых «курильщики», наподобие дыма, отличаясь по температуре и цвету струй от морской воды. Выбросы курильщиков богаты многими элементами, максимальная их температура достигает 320-370 °С, быстро падая к периферии. Общее количество видов в оазисах жизни достигает 200. Они принадлежат трём царствам – бактерий, грибов и животных. Кольцами вокруг «курильщиков» располагаются покровы хемосинтезирующих бактерий, поселения червей – серпу-лид и погонофор (вестиментифер) с двустворками, гастроподами, ракообразными. Далее идут банки двустворок, актинии, губки, иглокожие. Основа питания - хемосинтезирующие бактерии.

Океанические области характеризуются значительными глубинами, высоким давлением и низкой температурой. Высокое давление влияет на газовый режим и химический состав воды. Поэтому на глубинах более 5 км карбонаты существуют только в растворённом состоянии. Большую часть ложа Мирового океана (до глубин 5-6 км) покрывают карбонаты, состоящие из планктонных фораминифер и скорлупок известьвыделяющих водорослей. Эти осадки характерны для средних и низких широт. Затем по распространенности следуют красные глубоководные глины, с которыми связаны железомарганцевые конкреции, местами покрывающие 70-90 % морского дна, кремнистые (радиоляриевые и диатомовые) и терригенные илы.

Красные глубоководные глины состоят из частиц размером менее 0,005 мм и образовались за счет приносимой с материков пыли, скорость её накопления составляет 1 мм в год. Терригенные илы образуются при поступлении материала из мутьевых потоков. В глубоководных впадинах и рифтовых долинах отлагаются тонкие терригенные илы с примесью биогенного, а иногда и обломочного материала, который поступает с мутьевыми потоками и при других процессах.

Таким образом, большая часть фаций морских бассейнов приурочена к шельфу с его богатым набором пород вследствие разнообразия на нём условий осадконакопления. Менее разнообразны фации батиальной (турбитиды) и абиссальной областей (карбонатные, кремнистые илы, красные глубоководные глины). В ископаемом состоянии фации последней области трудно узнаваемы. В пределах каждой батиметрической области существуют свои парагенетические комплексы фаций. Это фации краевых морей, береговой зоны шельфа, прибрежного мелководья, глубокой части шельфа, верхней части материкового склона, подводных каньонов, подножия материкового склона, коралловых и вулканических островов, различных типов абиссальных равнин, подводных хребтов, глубоководных желобов. Каждый комплекс состоит из нескольких групп фаций. Так, в комплексе фаций береговой зоны шельфа выделяются фации берегов с интенсивной или ослабленной динамикой и берегов, защищенных от волн. Первая группа может состоять из фаций скал, камней, валунно-галечниковых и галечниковых пляжей.