» » Основные черты современного терригенного осадкообразования в конечных водоемах стока

Основные черты современного терригенного осадкообразования в конечных водоемах стока

11.08.2016

Терригенный материал занимает ведущее место в питании современных осадков морей и океанов (табл. 53). Он может поставляться реками, ветрами, льдами и айсбергами, а также поступать при абразии берегов и дна водоемов. Как видно из цифр, приводимых в табл. 53, основную роль при этом играет твердый речной сток. Реки ежегодно выносят в конечные водоемы стока свыше 18 млрд. т твердых взвешенных частиц, среди которых преобладают алевропелитовые и мелкопесчаные фракции, т. е. материал мельче 0,25 мм. Более крупный обломочный материал — крупный песок и особенно гравий и галька — образуют влекомую часть твердого речного стока, которая в целом значительно уступает по объему взвешенной части. Так, по данным Г.М. Шамова, относительное количество влекомых наносов меняется от 1% (для равнинных рек) до 20—30% (для рек с горным режимом); по Г.В. Лопатину, их количество для равнинных рек достигает 10%. А.П. Лисицын полагает, что количество влекомых наносов составляет 5—10% от взвешенных наносов речного потока. Такое количественное соотношение составляющих твердого стока (в какой-то степени!) связано с тем, что значительная часть крупного обломочного материала задерживается в аллювии. He останавливаясь более на этом вопросе, заметим только, что в материале, поступающем в бассейн при абразии, такого предпочтения мелким классам нет и потому его состав в целом более грубообломочный и часто, как, например, в случае абразии слабо литифицированных осадочных толщ, целиком соответствует составу исходных пород.
Основные черты современного терригенного осадкообразования в конечных водоемах стока

Поступивший в бассейн сноса терригенный материал подвергается воздействию больших масс воды, находящейся в движении. Эти движения складываются из ветрового волнения, приливно-отливных волновых движений, различного рода течений и цунами. Ветровые волны и непосредственно связанные с ними течения, играющие основную роль в классификации материала в прибрежной зоне, с максимальной силой проявляются в самом верхнем слое. С глубиной их сила быстро падает. Воздействие наиболее крупных океанских волн, достигающих высоты 10—20 м, ограничивается глубиной 100 м. Большое значение имеют и приливно-отливные течения, действующие непрерывно и имеющие высокие скорости на мелководье, особенно на бровке шельфа, в проливах и других местах резкого сокращения живого сечения потока (табл. 54). Скорости приливно-отливных течений с глубиной уменьшаются не столь существенно, как волнения, в связи с чем их роль в движении материала на больших глубинах становится весьма заметной.
Основные черты современного терригенного осадкообразования в конечных водоемах стока

Морские и океанские течения по времени проявления могут быть временными, периодическими или постоянными. Среди них выделяют дрейфовые, образование которых связано с различными циркуляционными токами в атмосфере (например, с постоянными ветрами), и градиентные, развивающиеся в результате возникновения в толще воды градиента давления при наличии уклона поверхности водоема, а также вследствие неравномерного распределения по площади плотности воды (за счет температуры и солености). В.Н. Степанов показал, что по характеру горизонтальной и вертикальной циркуляции течений Мировой океан может быть разделен на четыре водные массы (этажа): поверхностные, промежуточные, глубинные и придонные. Наиболее динамичны поверхностные водные массы, имеющие мощность 200—250 м. Особенно мощны и устойчивы антициклонические круговороты аридных зон океанов, к которым относятся такие крупные течения, как Гольфстрим и Курасио со скоростями 70—250 см/с, экваториальные пассатные со скоростями 15—20, а у экватора — 150—200 см/с и др. (табл. 55).
Воды, залегающие ниже, отличаются меньшей подвижностью. Так, для промежуточных водных масс, ограниченных глубинами 1000— 2000 м, средние скорости течения равны 2—8 см/с, для глубинных (до 4000 м) — 0,2—0,8 и для придонных вод средние скорости чаще всего равны 0,1—0,2 см/с. Однако, как отмечает А.П. Лисицын (1974), нередко отдельные замеры дают большие значения скоростей глубинных течений: до 25—35 см/с — для глубин в 1000—3000 м и до 12 — для глубины 4000 м.
Основные черты современного терригенного осадкообразования в конечных водоемах стока

Под воздействием движущихся масс волн, попавший в водоем материал претерпевает весьма значительную обработку, разнос и сортировку. «В море, как конечном водоеме стока, процессы обработки материала и его разделение по размерам достигают своего максимального выражения». Именно поэтому в морских отложениях, во-первых, наиболее отчетливо выделяются многочисленные литологические разности пород и, во-вторых, сами эти разности, будь то галечники, гравийники или пески, отличаются от аналогичных пород аллювиального генезиса лучшей окатанностью и сортированностью.
Основной акт механической сортировки обломочного материала осуществляется в прибрежной зоне на шельфе. Именно здесь благодаря постоянному взмучиванию происходит отделение от крупных частиц более мелких и выталкивание последних в удаленные от берега глубинные части водоемов. Постоянное достаточно интенсивное движение воды в этой зоне не позволяет осесть на более или менее продолжительное время алевропелитовому материалу. Таким образом, здесь накапливается, по существу, остаток от взмучивания — песок, гравий, галька. Ho и этот материал, как будет показано выше, не остается в покое, он постоянно мигрирует, образуя аккумулятивные формы или сбрасываясь за пределы мелководной зоны. По мере движения в сторону моря, с уменьшением скоростей движения воды, появляется возможность устойчиво оседать все более тонкому материалу. В конце концов остается лишь самая тонкая труднооседаемая взвесь, которая переносится на сколь угодно далекое расстояние. Она достигает центральных пелагических частей морей и океанов и там очень медленно осаждается. Существенное влияние на распределение осадков оказывает и рельеф дна: на крутых склонах материал задерживается слабее, чем на пологих. Этим, например, объясняется тот факт, что при общем тяготении повышенных скоростей современного осадконакопления к периферической части морей и океанов, здесь устанавливаются две зоны их максимальных значений — подножия материкового склона и впадины шельфа. Центральные глубоководные котловины морей и океанов характеризуются минимальными скоростями накопления осадков (рис. 109, 110).
Основные черты современного терригенного осадкообразования в конечных водоемах стока

Как показал Н.М. Страхов, подчеркивавший связь гранулометрического состава осадков с геоморфологией дна и гидродинамическим режимом бассейна, современные осадки в конечных водоемах стока распределяются зонально. Периферическая мелководная зона, отвечающая внутренней части шельфа, занята наиболее крупнозернистыми осадками — песками, а у самогo берега — нередко гравием и галькой. Более удаленные от берега части — внешняя часть шельфа, материковый склон и подножие — сложены алевропелитовыми илами, а центральные пелагические области — тонкими пелитовыми илами. Песчаная зона шельфов часто осложняется пятнами тонкозернистых илистых осадков, которые приурочены к четырем формам дна: к приустьевым частям крупных рек, к понижениям рельефа шельфа, к околоостровным затишным местам и к заливам. Ширина зоны прибрежных осадков прямо зависит от ширины шельфа. Чем уже и круче шельфовая площадка, тем ближе к берегу подходят тонкозернистые илы — алевролиты и пелиты. В этом случае, кроме того, уменьшается сортированность этих осадков. Лучше отсортированы осадки периферической и пелагической зон, но. как можно видеть на схемах А.П. Лисицына по Беринговому морю (рис. 111), даже здесь при преобладании основной, свойственной данной зоне, фракции, всегда устанавливается примесь других, особенно тонких, классов.
Основные черты современного терригенного осадкообразования в конечных водоемах стока

Н.М. Страхов далее указывает, что подобная схема распределения осадков более отчетливо проявляется в крупных водоемах, особенно в океанах. У мелких схема несколько видоизменяется. Во-первых, здесь граница распространения тонкозернистых осадков смещается на меньшие глубины. Так, например, если на океанском шельфе алевриты обычно начинаются с глубины 100 м, то в Аральском море они начинаются с глубин 5—10, а в мелких озерах — даже с 0,5—1,5 м. Во-вторых, в ряду океан — озеро полнота пространственного разделения фракций внутри водоема, как правило, убывает и в центральной части накапливается все менее отсортированный обломочный материал.
Подвижность обломочных зерен в водоеме так же, как и в речном потоке, определяется, помимо размеров, их формой и удельным весом, что в целом и определяет гидравлическую крупность. Удлиненные, неправильные пластинчатые зерна так же, как зерна более легких минералов (т. е. с меньшей гидравлической крупностью), более подвижны и образуют более широкие зоны. В целом же влияние питающих петрографических провинций для зерен песчано-алевролитовой размерности прослеживается, по данным П.Л. Безрукова, на многие сотни километров в глубь океана. Дальность переноса глинистых минералов вообще не ограничена.
Основные черты современного терригенного осадкообразования в конечных водоемах стока

Кратко охарактеризованное распределение осадков отражает вертикальную и горизонтальную (циркумконтинентальную, по П.Л. Безрукову и А.П. Лисицыну) зональности. He меньшее влияние на процесс терригенного осадконакопления оказывает и климатическая зональность. Последняя, прежде всего, сказывается в неодинаковом развитии по различным климатическим поясам суши процессов физического и химического выветривания. Это, естественно, отражается на составе поступающего в водоем обломочного материала и соответственно на составе формирующихся осадков. Этим, в частности объясняется большее развитие тонкозернистых пелитовых осадков в гумидных теплых областях и песчано-алевритовых — в холодных областях высоких широт. Гумидные районы отличаются максимальными скоростями осадконакопления, а аридные — минимальными. Энергичным выносом р. Хуанхэ продуктов размыва лессовидных суглинков обусловлена сильная заиленность шельфа Желтого моря, и т. д.
Данная картина современного осадконакопления должна рассматриваться лишь как грубая схема. Различные особенности геологического и геоморфологического строения дна и побережья, гидродинамические условия и другие факторы могут сделать ее более сложной. Многие исследователи, например, отмечают большую неоднородность распределения различных литологических разностей осадков на шельфе и, в частности, развитие на ее бровке более крупнозернистых отложений, вплоть до галечников. Такое «погрубение» может быть связано с возрастанием здесь скоростей приливно-отливных течений, а также с выходами на дне более древних обломочных отложений. Кроме того, в ряде случаев «погрубение» может быть обусловлено развитием раковин, т. е. являться, с точки зрения терригенного осадкообразования, кажущимся.