Текстуры поверхностей напластования.

Знаки на поверхности напластования неорганического происхождения (механоглифы) и органического происхождения (биоглифы) изучает специальный раздел геологии - палеоихнология. Наиболее часто на поверхностях напластования встречаются перечисленные ниже формы (рис.

11).
Знаки ряби указывают на обстановку осадконакопления. Симметричная рябь с одинаковыми углами наклона у валиков характерна только для водной среды. Несимметричная рябь бывает водная и ветровая (эоловая). Водная рябь образуется в реках, зонах течений, в прибрежной зоне. Водную рябь от ветровой отличают по индексу ряби (отношение ширины валика к его высоте). У водной ряби индекс ряби колеблется от 5 до 10, у ветровой - от 20 до 50/
Многоугольники высыхания (трещины высыхания) образуются в наземных условиях при сухом, жарком и реже умеренном климате.
Глиптоморфозы по кристаллам каменной соли указывают на сухой и жаркий климат, они характерны для пустынных образований.
Наблюдаются также следы струй течения, стенания; отпечатки капель дождя, града; следы жизнедеятельности различных организмов (ползающих, зарывающихся), следы четвероногих и птиц; нерасшифрованные знаки - гиероглифы.
БИОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Рис. 12. Схема преобразования биоценозов (А) в ориктоценоз(Б). (Заимствовано у И.А.Михайловой и О.Б.Бондаренко, 1997)
Биономический анализ - изучение ориктоценозов с целью восстановления условий обитания организмов и палеогеографической обстановки. Путь исследования - воссоздание палеобиоценозов (сокращенно палеоценозов), изучение остатков отдельных организмов, восстановление их образа жизни и среды обитания, в конечном итоге восстановление палеогеографии. Задача эта сложная и решение ее затруднено тем, что в ряду палеобиоценоз (палеоценоз) - некроценоз (танатоценоз) - тафоценоз - ориктоценоз происходит существенное изменение комплекса остатков организмов. В результате ориктоценоз может являться скоплением небольшой части организмов, некогда входивших в различные палеобиоценозы (палеоценозы) (рис. 12). В биономическом анализе следует идти в обратном направлении - анализируя ориктоценозы, восстанавливать облик отдельных организмов и затем переходить к реконструкции древней географической обстановки с палеоценозами. Прежде всего изучают остатки отдельных организмов, входивших в палеобиоценоз; принадлежность остатков этих организмов к той или иной систематической группе указывает на определенную обстановку, так как каждая
группа организмов обитала в определенных условиях. Затем переходят к изучению экологических групп организмов и, наконец, к палеобиоценозу (палеоценозу) в целом. Характер видового соста-

ва сообщества говорит о нормальной (виды разнообразны, количество особей может быть незначительным) или специфической (видов мало, но большое число особей) обстановке обитания. Ценные сведения можно получить при изучении формы тела или его положения, особенно у сидячего бентоса, а также размеров тела, толщины створок раковины. Не менее важные сведения можно получить, исследуя следы жизнедеятельности организмов (палеоихнология): следы ползания по дну, зарывания в донные осадки, сверления в твердом субстрате и т.д. Все это указывает на тип среды (водная, воздушная), на газовый режим, динамику среды и характер грунта.
Характер захоронения позволяет сделать вывод о движении воды: скопление ломаной, окатанной или целой ракуши говорит о переносе течениями или волнами; ориентировка в пространстве удлиненных раковин указывает на направление движения воды, скопление скелетов с хорошо сохранившимися тонкими деталями - о спокойной водной среде осадконакопления.
Все эти реконструкции, как и при литологическом анализе, опираются на принцип актуализма.
Биономический анализ заключается в определении фаций на основе преимущественно изучения органических остатков и следов жизнедеятельности организмов. Для проведения такого исследования необходимо иметь представление об условиях жизни растений и животных, об основных факторах, определяющих их распространение и развитие. Этому помогает палеоэкология, выясняющая взаимоотношения когда-то существовавших организмов с окружающей их средой.
Известно, что наилучшие условия для захоронения и сохранения остатков организмов создает водная среда. Поэтому большая часть органических остатков геологического прошлого принадлежит организмам, обитавшим в воде. Расселение организмов в воде определяют следующие основные условия: глубина, соленость, свет, температура, газовый режим, движение воды, характер грунта.
Глубина бассейна играет самую важную роль. С ростом глубины уменьшается освещенность, возрастает давление (через каждые 10 м глубины давление увеличивается на 103 Па), изменяется газовый режим; температура воды на больших глубинах низкая и практически постоянная. Для жизни растений и животных наиболее благоприятны небольшие глубины. С увеличением глубины число видов и количество биомассы значительно уменьшаются. По данным В.Г.Богорова, в настоящее время биомасса зообентоса на абиссали (глубина 5-6 км) в центральных районах океана составляет 1-2 мг/м2, что в 100-200 тыс. раз меньше, чем на шельфе (до глубины 200 м), где сосредоточено 82,6% всей биомассы бентоса. По данным М.Е.Виноградова, 65% всей биомассы планктона находится в толще воды на глубине до 500 м.
Определить глубину древних бассейнов чрезвычайно сложно, о ней можно судить только по оставшимся на месте (неперенесенным) остаткам бентосных организмов. На небольших глубинах обитали водные растения и разнообразные рифостроители: известьвыделяющие водоросли (строматолиты), археоциаты, строматопораты, кораллы. Массовые поселения брахиопод и двустворок характерны для морского дна неглубокого бассейна. На мелководье располагались брахиоподовые и пелециподовые банки, заросли морских лилий.
Относительное мелководье или шельф - зоны литорали и неритовая, сравнительное мелководье - эпиконтинентальные бассейны. Глубоководные области - континентальный склон (батиаль) и дно океана (абиссаль).
Соленость бассейнов определяется количеством граммов соли в одном литре воды и измеряется в промилле (1%о = 1 г/л). В настоящее время соленость Мирового океана 35%о. Соленость открытых морей приближается к этому значению. Моря внутренние, глубоко вдающиеся в континент, отличаются пониженным или повышенным содержанием соли. Так, соленость Красного моря 43%О; Черного до 23%О; Каспийского до 17%о; Балтийского до 9%о. По солености современные бассейны подразделяют на морские, ненормальной солености (солоноватоводные, осолоненные) и пресноводные. Морские бассейны имеют соленость 15-45%о, среди них выделяют моря
нормальной солености (близкой к 35 %о). У пресноводных бассейнов соленость ниже 0,5 %о, солоноватоводных 0,5-15 %о, осолоненных свыше 45 %о.
Соленость древних бассейнов и состав солей в них отличались от современных, но и тогда существовали моря и бассейны ненормальной солености. Наиболее разнообразное и богатое население характеризует моря нормальной солености. Изменение солености приводит к сокращению числа видов. Так, в Средиземном море (соленость 35-38 %о) число обитающих в нем видов превышает 8000, а в Азовском море (соленость до 16 %о ) количество видов сокращается в 15-20 раз. В бассейнах ненормальной солености условия благоприятны для немногих видов, однако при этом может резко возрастать их продуктивность. Для таких бассейнов часто характерны бедность видами и богатство особями. Изменение солености приводит к "угнетенному" облику фауны: уменьшаются размеры раковины (например, двустворка Cardium edule в Кильской губе имеет длину 44 мм, а в Ботническом заливе всего 18 мм), раковины становятся тоньше, упрощается их скульптура.
По отношению к солености организмы делятся на эвригалинные и стеногалинные. Эвригалинные организмы выдерживают заметные изменения солености, стеногалинные живут в водах только определенной солености. К стеногалинным обитателям морей нормальной солености относятся колониальные кораллы, иглокожие, головоногие моллюски, брахиоподы, трилобиты. Только единичные представители перечисленных групп могли переносить изменение солености. Пресноводными являются двустворчатые моллюски Union, Dressing, гастроподы, Viviparus, Planorbis. Эвригалинные группы составляют двустворки, гастроподы (брюхоногие моллюски), мшанки, ракообразные, черви, водоросли, бактерии. Наиболее выносливы последние четыре группы. Однако некоторые представители перечисленных групп не выносят изменения солености. Так, двустворки Hippurites, Diceras жили только в морях нормальной солености. По органическим остаткам стараются выяснить, в каком по солености бассейне обитали животные.
Свет необходим для фотосинтеза растений. Наиболее освещены верхние 10 м водной толщи. Развитие растительности в освещенных верхних слоях воды (до глубины 50-80 м) и на мелководье приводит к тому, что здесь существует наиболее богатый животный мир, представленный растительноядными формами, разнообразными хищниками, трупоедами и илоедами.

На глубине свыше 200 м фактически царит полный мрак. Проникновение солнечного света на глубину зависит от прозрачности воды и географической широты места. В Средиземном море белый диск, опущенный в воду, виден до глубины 60 м, в Белом - до 8-9 м, в Азовском - до 3 м, а в летнее время из-за массового развития одноклеточных водорослей видимость снижается до 10-12 см.
Температура воды на небольших глубинах определяется географическим положением (широтой) местности, временем года, действием течений. Вода отличается большей термостабильностью, чем воздух, у нее низкая теплопроводность. В бассейнах существует "температурная слоистость". Так, зимой холодные воды располагаются подо льдом на более теплых, а летом более легкие прогретые воды находятся вверху. Подобные условия благоприятны для обитателей водной среды. В Мировом океане наивысшая температура воды 36°С (в тропической зоне), наиболее низкая - от 0 до -2°С. Все глубинные области океанов заполнены холодными водами.
Выделяют эвритермные и стенотермные организмы. Пример стенотермных организмов -колониальные кораллы, которые живут при температуре не ниже 20°С. В теплых морях известковые раковины животных более толстые, массивные, с богатой скульптурой. "Наиболее богатая и разнообразная в видовом отношении фауна обитает в морях тропиков. Растворимость карбоната кальция характерна для холодной воды, поэтому осадки высоких широт бедны им и раковины обитающих там животных небольших размеров, тонкие, с простой скульптурой.
Газовый режим, особенно содержание кислорода, углекислого газа и сероводорода, имеет большое значение для водного населения. Кислород поступает из атмосферы и выделяется фото-синтезирующими растениями; он необходим для нормальной жизнедеятельности организмов. Углекислый газ выделяется в воду организмами и поступает сюда во время вулканической деятель-

ности. Он потребляется фото- и хемосинтезирующими организмами и расходуется на химические соединения. С повышением температуры и солености нормальное содержание углекислого газа в воде снижается. В высоких концентрациях углекислый газ ядовит, поэтому многие родники, пересыщенные углекислотой, лишены жизни. Сероводород образуется в водных бассейнах в результате жизнедеятельности бактерий. Для водных животных сероводород смертелен.
Движение воды в прибрежной зоне и на морском дне происходит по-разному. Действие волн, приливы и отливы оказывают большое влияние на обитателей прибрежной зоны. У них вырабатываются различные приспособления: прочные постройки, толстые раковины, способность к сверлению грунта и т.п. В зоне подводных течений на скалистом грунте обитают прирастающие животные (например, кораллы, строматопораты). Сильное движение воды сказывается на форме их колоний, строении скелета. Появляются плоские обтекаемые формы. Некоторые кораллы стелются по дну. В ископаемом состоянии можно встретить такое дно древнего моря - поверхность напластования со стелющимися кораллами, следами сверления, "пеньками" морских лилий, приросшими брюшными створками брахиопод, трубочками спирорбисов.
Движение воды усиливает газовый обмен, создает окислительную среду, в противном случае
Рис. 13. Углубляющиеся и зарывающиеся двустворки

Рис. 13. Углубляющиеся и зарывающиеся двустворки

возникает восстановительная обстановка. В застойной среде у дна бассейна часто развивается сероводородное заражение; для таких условий характерно обогащение осадка органическим веществом. Образовавшаяся в таких условиях порода обладает темно-серым либо черным цветом. В окислительных обстановках, при свободном доступе кислорода, цвет пород обычно бурый или жёлтый.
Рис. 13. Углубляющиеся и зарывающиеся двустворки
(Б.П.Марковский, 1966)
1 - мало углубляющаяся (неглубокий мантийный синус внутри раковины); 2-4 - глубоко зарывающиеся: 2-е зиянием на заднем конце, откуда выступают не помещающиеся внутри раковины сифоны, 3-е выступающими из грунта сифонами (по вытянутому сифону поступают питательные вещества, анальный сифон направлен вверх); 4-е глубоким мантийным синусом; 5 - зарывающиеся на разную глубину
Характер грунта определяет расселение донных животных (бентоса). Для обитания на рыхлом грунте вырабатываются особые приспособления. Так, у морских лилий появляются образования, напоминающие корни; свободно лежащая широкая плоская или слабовыпуклая раковина моллюсков (например, Pecten) и брахиопод (например, Gigantoproductus) не погружается в грунт. Подобной цели служат иглы у некоторых морских ежей, широкий лимб у трилобитов, а также шипы, иглы, выросты на раковинах брахиопод, двустворок, гастропод. У зарывающихся полностью или частично брахиопод и двустворок изменяются форма раковины, ее скульптура и внутреннее строение (рис. 13); раковина становится длиннее (Муа,

Solen, Lingula). В рыхлом грунте сохраняются следы жизнедеятельности илоядных форм (например, ходы червей).
На твердом грунте живут формы, прирастающие при помощи цемента. У морской лилии утолщается основание стебля, напоминающее усеченный конус (рис. 14). Многие двустворки и брахиоподы образуют тесные поселения, банки, нарастая друг на друга; раковины в таких скоплениях обычно неправильной формы. Прирастающими являются также раковины некоторых низших ракообразных (Balanus). Кораллы, археоциаты, строматопораты растут на твердом грунте. В твердый грунт всверливаются разнообразные камнеточцы. Некоторые формы обладают способностью присасываться к твердому грунту (Patella), другие подвешиваются при помощи биссуса (Mytilus). Обитание на определенном грунте отражается в твердых скелетных элементах организмов, поэтому, изучая остатки бентосных форм, получают представление о характере грунта, на котором они обитали.
Проведение биономического анализа начинают с определения вышеуказанного характера захоронений органических остатков - ориктоценозов (греч. oryktos - ископаемое, koinas - общий). Далее восстанавливают танатоценоз (греч. thanatos - смерть) - сообщество умерших организмов, погибших от общей причины. Тафоценоз (греч. taphos - могила) - результат переноса; здесь органические остатки связаны друг с другом лишь общим местом захоронения, а не обитания (рис. 15).

Рис. 14. Основания стеблей морских лилий, прикрепив-              Рис. 15. Тафоценоз. Намыв раковин разнообразных ортоце-
шихся к твердому субстрату. Поверхность напластова-              ратитов, ориентированных движением воды в прибрежой
ния силурийского известняка. Сибирская платформа,              части моря. Базальные слои силура, Сибирская платформа,
р.Мойеро (зарисовка А.Я.Бергера). (Заимствовано у              р.Мойеро (зарисовка А.Я.Бергера). (Заимствовано у Е.В.Вла-
Е.В.Владимирской и др., 1985)              димирской и др., 1985)
Под ископаемым биоценозом (палеобиоценозом) понимают многовидовое сообщество экологически сопряженных организмов, обитавших когда-то на определенном участке биосферы Земли (рис. 14). Восстановление палеобиоценоза является конечной целью биономического анализа. Задача эта непростая, поскольку ориктоценоз представляет собой лишь малую часть палеобиоценоза (рис. 12).
При выяснении типа захоронений изучается сохранность окаменелостей, их сортировка, ориентировка, а также комплекс органических остатков. Сохранность органических остатков нарушается в процессе переноса: скелетные элементы разъединяются, разрушаются, обламываются, окатываются, иногда превращаются в мелкие обломки. При переносе органические остатки сортируются по размеру и весу (массе). При отсутствии переноса остаются на месте крупные (взрослые) и мелкие (молодые) экземпляры. В результате переноса скелетные элементы принимают наиболее устойчивое положение: вытянуты параллельно движению, раковины ориентированы выпуклой створкой вверх и т.д. (рис. 15). На тафоценоз указывает совместное захоронение остатков животных, обитавших в разных условиях (например, раковин камнеточцев вместе с остатками морской фауны рыхлого грунта или с наземными растениями).

АНАЛИЗ ОБЩЕГЕОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ Фациальный анализ требует комплексного изучения отложений с применением" всех видов исследований. В закрытых районах, изучаемых с помощью буровых скважин, традиционные методы фациального анализа дополняются результатами сейсморазведки (сейсмостратиграфия, или прогнозирование геологического разреза). Сейсморазведка дает возможность выявлять рифовые массивы высотой 100-300 м на глубине более 2 км, зоны выклинивания песчаных толщ, кли-номорфное заполнение глубоких впадин осадками, приносимыми с бортов этих впадин, и т.п.

<< | >>

↑

Источник: В.М.Подобина, С.А.Родыгин. ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ. 2000

Еще по теме Текстуры поверхностей напластования. :

- Историческая геология, палеонтология - Геодезия - Геология -