1. предмет и задачи на историчната геология

13.СЕДИМЕНТНИ БАСЕЙНИ

Големи обеми от седиментните скали са се натрупвали през геоложкото минало, както в окрайните части на континентите, така и в техните вътрешни части. Седиментните скали имат плътност, поради което не е възможно тези понижени части на утайконатрупване да са се образували в резултат на тежестта на скалите. Най-важна причина за образуването на седиментните басейни вероятно е локалното изстиване на земната кора, в резултат на което тя става по-плътна и потъва в мантията. Когато един суперконтинент започва да се разширява чрез рифтинг земната кора се загрява от издигащи се нагоре мантийни потоци (в рифтовите зони – СОХ). След като континенталната окрайнина се превърне в пасивна, земната кора започва бавно да изстива. Нейната плътност се повишава и тя започва да потъва, образувайки понижени части в окрайните части на континентите. В тях започват да се натрупват седименти и се слага началото на равитието на един седиментационен басейн. Вероятно дебелите до няколко хиляди метра седиментни разрези в окрайните части на континентите са се образували в седиментни басейни от такъв тип. Нагледен пример са дебелите от юрата до днес седиментни комплекси, които са се натрупали по цялото Атлантическо крайбрежие на Северна Америка. Ако имаме рифтова зона в централните части на континентите (Източноафриканския рифт), то там се изливат горещи базалти от мантията, които след като изстинат и се повиши тяхната плътност, земната кора потъва, образувайки седиментни басейни вътре в континента. Големи седиментни басейни се образуват и при сблъсъка (колизията) на два континента или континентални терени. Тогава се образуват планински вериги, в чието подножие и понижени части се образуват т.нар. предпланински понижения или басейни. Много такива басейни са се образували през неогена, когато Индия се сблъсква с Азия и се образуват Хималаите, както и в края на палеогена, когато Африка се сблъсква с Европа и се образуват Андите, Карпатите, Балканидите и Пиринеите.

Главните фактори, от които се определя утайконатрупването в седиментните басейни са колебанията в нивото на Световния океан. Глобалното морско ниво рядко остава едно и също за дълъг период от време, като или се издига или понижава. Най-високите стойности на глобалното морско ниво са били 350m по-високи от днешното, а най-ниските стойности на морското ниво са били 350m под сегашното. Един от най-важните фактори, които контролират и определят това издигане и падане на морското ниво са активността в СОХ и заледяванията. При активно и повсеместно образуване на океанска кора в СОХ морското ниво се повишава. При намаляване на степента на спрединг, както и съкращаване дължината на СОХ тогава глобалното морско ниво се понижава. В края на палеозойската ера, когато се образува суперконтинента Пангея, много по-малки океански басейни с техните спрединг центрове са се разрушили и тогава се наблюдава една от най-ниските стойности на морското ниво през цялата геоложка история. Големите заледявания също оказват влияние на морското ниво. Водата в големите континентални ледникови шапки вече не участва в нормалния воден кръговрат, което води до ниски стойности на глобалното морско ниво. Морското ниво по време на кватернерните заледявания се е колебаело между 220m до 120m за отделните ледникови периоди. Когато морското ниво се издига за продължителен интервал от геоложкото време морето нахлува на континента и бреговите линии се изместват навътре към сушата. Обстановките на седиментация също се изместват към вътрешността на континентите и тогава имаме трансгресия. Обратното явление, когато морското ниво се понижава и бреговите линии се изместват в посока към морските басейни се нарича регресия.

По време на трансгресията финозърнестите морски седименти от вътрешността на басейна се разполагат върху по-грубозърнестите плиткоморски седименти – onlap.

Степента на привнос на седиментен материал и отлагането му в басейна също може да е причина за трансгресия и регресия.

Регресия може да имаме, ако отлагането на седименти е по-голямо от степента, с която морското ниво се издига. Тогава регресията се дължи на тектонско издигане в подхранващата суша, което е причина за бързото разрушаване на материал и съответния му привнос в прилежащия басейн.

14.ОБСТАНОВКИ НА СЕДИМЕНТАЦИЯ

I. Континентални обстановки на седиментация

1. Ледникови

В полярните региони и високите планински вериги температурата през по-голямата част от годината е под 0^оС, поради което валежите са от сняг, който се натрупва под формата на снежници, които могат да преминат в постоянни ледници.

В планинските райони ледниците се образуват в горните склонове на планинските долини, като тяхната дебелина там достига до няколкостотин метра, а разпространението им е на десетки km по планинските долини.

В полярните региони ледниковите плочи обхващат почти изцяло континенталния ландшафт. Дебелината им е до няколко хиляди метра (в Антарктида – 5000m).

Големината и разпространението на ледниците и ледниковите шапки е варирало значително през геоложкото минало в резултат на глобалните климатични промени. Ледниците при движението си разрушават отдолулежащите скали и те се натрупват в техния преден край под формата на моренни отложения, които в изкопаемо състояние се наричат “тилити”. Ледникови утайки се натрупват в прилежащите водни басейни в полярните региони, които се утаяват там от шелфовите ледници, които навлизат на стотици метри в океана, както и от откъсналите се и плаващи айсберги. Ледниковите утайки са незрели и са изградени от ръбести незаоблени късове с големина от псефити до блокове, пръснати безразборно в една по- финозърнеста, песъчливо-глинеста маса. В повечето случаи тилитните блокове имат характерна щриховка, в резултат от триенето на ледника върху късовете при неговото движение. Фациесите и фациалните асоциации, свързани с ледниковата обстановка са резултат от механична седиментация. Химично и биогенно утаени седименти отсъстват. Фосилните находки са редки. Те се срещат само в ледниково-морските отложения.

2. Аридни континентални обстановки

Те заедно с ледниковите са най-суровите и с най-негостоприемни условия за живот на организмите и със специални особености на утайконатрупване. Липсата и незначителното количество вода в сухите климати има определящ ефект за процесите на транспорт и отлагане на седиментите.

Растителността е много ограничена, което прави образуването на почви много рядко и теригенния материал основно се транспортира от вятъра и се акумулира като еолични седименти.

Дъждовете също са ограничени, реките са непостоянни и от речен транспорт в тези области се отлагат седименти единствено в определени редки периоди на силни дъждове, които са веднъж годишно или на няколко десетки години.

Аридни континентални обстановки се наблюдават при сух климат (горещ или студен). В сух и горещ климат в изолираните безоточни езера имаме висока степен на изпарение и там се образуват голямо количество евапорити. Характерни отложения за аридните обстановки са алувиалните конуси. Те се образуват в подножията на възвишенията, като материала се пренася епизодично в резултат на временни потоци. Аридните обстановки са разпространени в подножията на планинските вериги в сухи климати и понякога са с дебелина стотици метри.

Характеристика на отложенията, образувани в аридните континентални обстановки.

Преобладават теригенните скали – псамити (пясъци) добре сортирани и изградени от добре заоблени зърна на стабилни минерали, като от тях преобладава кварца – т.е. кварцови пясъци. Те се натрупват в дюнни форми, за които е характерна косата слоистост, в пакети от метри и десетки метри дебелина – едромащабна коса слоистост. Тя се образува в резултат на миграцията на дюните и ориентацията на косите слоеве отразява посоката на преобладаващите ветрове.

Скалите са оцветени в червени или жълти цветове, поради което преобладават окисите и хидроокисите на желязото. За разлика от дюнните пясъци алувиалните конуси са изградени от лошо сортирани конгломерати, с обилен глинесто-алевролитов матрикс, образувани от дебритни потоци. Срещат се също лошо сортирани конгломерати, но с малко количество матрикс. В изолираните безоточни езера преобладават алевролитни утайки и евапорити.

Организмовите останки са редки и ако ги има те са предимно от кости от гръбначни.

3. Речни (флувиални) обстановки.

Реките са главните артерии за транспортиране на теригенен материал, като над 90% от теригенните седименти са образувани в морски басейни в резултат на речен транспорт. Останалата част се дължи на транспорт от вятъра, ледниците и бреговата ерозия. Реките освен, че са артерии за транспортиране на материал, то самите речни басейни са собствени системи на утайконатрупване. Отлагането на седименти се извършва на речното дъно и на разпределителните канали, както и на заливните равнини или речни тераси. Големината на зърната на седиментните частици, както и техните текстурни и структурни особености се определят от големината на реката, количеството на материал, който пренася речното течение и сезонните промени в нейния дебит.

Утайките на заливните тераси се състоят от финозърнести седименти, които са отложени там при наводнения, когато реката излиза от устието си. Там се развива богата растителност, в резултат на което се образуват почви, които могат да бъдат разпознати в стратиграфските разрези.

Речните обстановки са най-добре изучените обстановки на утайконатрупване поради факта, че директно се наблюдават в настоящия момент.

Имаме 4 основни типа реки:

1. 
   С почти право устие – (strate rivers);
   
2. 
   Меандриращи;
   
3. 
   Разклонени;
   
4. 
   Многоканални (anastomosing)
   

В тях седиментацията се контролира от формата на речната система. Във фосилно състояние най-често флувиални седименти се срещат в меандриращите и разклонени речни системи. Седиментите, отложени в правите и мнгоканални речни системи са изключително редки. Основно утайконатрупването се осъществява в речните канали и прилежащите заливни тераси и равнини. В стратиграфските разрези каналните отложения са представени от удължени или плоски пясъчникови тела с неравни и резки долни граници. Отложенията в разклонените речни системи често са представени от косослоисти конгломерати, образувани в каналните коси (bars). Стратиграфските разрези на меандриращите и разклонени речни системи са характеризират от последователности с намаляване големината на зърната на седиментите във вертикална посока. Тези последователности започват със сравнително по-грубозърнести утaйки с рязка граница от отдолулежащите пластове и коса слоистост, като нагоре в разреза седиментите стават все по финозърнести и може да се стигне до алевролитовите утайки на палеопочвите от заливните тераси. За флувиалните обстановки е характерно липсата на морска фауна, преобладаването на растителни останки и много по-рядко пресноводни молюски. Флувиалните фациеси асоциират главно с континентални, делтови или прибрежноморски обстановки на утайконатрупване.

4. Лимнични (езерни) обстановки.

Това са езерата образувани в топографските понижения на земната повърхност, където имаме привнос на вода предимно от реки, а нейната загуба се дължи на изтичащи от тях реки или на изпарението.

Балансът между притока на вода и оттока, както и изпарението контролират нивото на водата и нейния химизъм.

При интензивен приток на вода, тогава в езерото балансът се контролира от изтичането на водата, нивото й ще бъде високо, тя ще бъде с нисък химизъм и езерата ще бъдат пресноводни.

Когато притока на вода е ограничен, тогава балансът ще се контролира от високите степени на изпарение, което ще повиши химизма на водите и езерата ще се превърнат в осолени езера.

Езерните обстановки са особено чувствителни към климатичните промени. При езера, образувани в хумиден (топъл и влажен) климат и интензивен приток на вода често в окрайните им части се образуват блата с интензивна растителност, което води до образуването на торф и каменни въглища. При езера, образувани в ариден климат ниския приток на вода и интензивното изпарение води до образуването на голямо количество евапорити.

Езерните обстановки се срещат почти през цялата геоложка история на Земята, но във фосилно състояние се разпознават по-рядко, отколкото други континентални или морски обстановки на утайконатрупване.

Палеонтоложките доказателства са едни от най-важните за разпознаването на древните езерни обстановки. Пресноводните езера са богати на живот, който е представен с беден систематичен състав, но с голямо количество екземпляри. Това ги отличава от прибрежно-морските обстановки, в които биоценозите са с разнообразен систематичен състав и с голямо количество екземпляри.

Фауната се състои главно от гастроподи, бивалвии, остракоди, артроподи. Някои от артроподите са добре приспособени към вода с повишена соленост, поради което са многочислени.

Водораслите са важен компонент в езерните биоценози. Това са предимно харови водорасли, които са открити в много древни езерни седименти. Те не могат да живеят при висока соленост, поради което са добър индикатор за пресноводни езера. Цианобактериите, които са компонент от страматолитните биохерми в плитките езерни води, не могат да живеят на дълбочина по-голяма от 10m. Те образуват карбонатни постройки в езера с ограничен приток на теригенен материал. Зелените водорасли и цианобактериите образуват т. нар. онкоиди с неправилна форма, които представляват концентрично удължени тела от СаСО₃. Тези онкоиди се образуват в плитките части на езерата със слабо изразена вълнова активност. При студени климати за езерата в полярните региони и високите планини е характерно натрупването на силицити. Произходът на силицит e от диатомеи, които са широко разпространени в ледниковите езера. Това са светли (бели) кремъчни пластове, изградени от SiO₂, които са характерен белег за езерата в полярните райони.

Седиментните фациеси в езерните обстановки се характеризират от теригенни, предимно псамитни и по-рядко псефитни утайки, отложени в прибрежните части на езерата. Разпределението на фациесите е близко по гранулометрия със седиментите, отложени в подобни батиметрични области на морските обстановки. Единствен сигурен критерий за разпознаването им са находките от вкаменелости. Освен това езерните фациеси се срещат в асоциация главно с други континентални фациеси, което е сигурен белег за отделянето им от морските.

Каталог: files -> su files
su files -> "Икономиката е история на човешката трудова дейност." Маршал
su files -> Календар и хронология Астрономични основи на календара
su files -> Икономика на околната среда: Преглед
su files -> Регулиране на пазара: информация и несигурност
su files -> 1. Същност предмет и задачи на екологията. Етапи на формиране място сред другите науки, подразделения, основни методи и значение
su files -> Отлики и единство на цивилизациите От праистория към история
su files -> Карл Велики е един забележителен за времето си властелин
su files -> Панславизмът е културно-политическо движение, имащо за цел освобождението, а след това политическото, културното и икономическото обединение на славяните

Изтегляне 1.48 Mb.

Сподели с приятели: