ДРЕВНИЙ КЛИМАТ

 

Литогенетические формации как основа палеоклиматического районирования

 

 

Несмотря на достаточную убедительность климатической значимости многих литологических типов при палеоклиматических реконструкциях, необходимо использовать не отдельно взятые типы пород, а их комплекс и рассматривать в парагенезисе с другими индикаторами.

 

Основными факторами, определяющими состав осадочных формаций, являются климатический и тектонический. Роль тектонического фактора среди осадков платформ и срединных массивов резко уменьшается и на первый план выдвигается климатический. При палеоклиматических исследованиях особо важную роль приобретает анализ отложений платформенного чехла, в этом случае выделяются и анализируются литогенетические формации [78, 80].

 

Литогенетические формации различаются между собой по степени переработки пород субстрата выветриванием, по характеру Дифференциации продуктов выветривания в процессе переноса и аккумуляции, по продуктам и масштабу аутигенного минералообразования. Ввиду того что состав литогенетических формаций характер их распространения обусловлены климатом, они могут быть использованы при палеоклиматических реконструкциях.

 

В аридных областях при обилии солнечной радиации, недостатке влаги и слабом развитии поверхностного стока многие соединения, освободившиеся в процессе термического воздействия на горные породы, сохраняются на месте. Хлориды и сульфиды, несмотря на высокую подвижность, накапливаются в непосредственной близости от места освобождения. В аридных и экстрааридных областях наиболее развиты терригенные образования разной размерности, а глины монтмориллонитового и гидрослюдистого состава играют резко подчиненную роль.

 

Осадконакопление и выветривание происходят либо в слабо нейтральной, либо в щелочной среде ввиду наличия большого количества освобожденных щелочных и щелочноземельных элементов и отсутствия нейтрализующих их органических веществ. В этих условиях энергично мигрируют соединения кремнезема, широко распространенные вместе с карбонатами как в корах выветривания, так и в осадках. Присутствие окислов железа и недостаток органического углерода окрашивают горные породы в красный цвет.

 

В пределах аридной области в результате кратковременного, но обильного выпадения атмосферных осадков формируются про- лювиальные грубообломочные отложения (фации конусов выноса и селевых потоков). Широко распространены элювиальные осадки, но сравнительно редко встречаются пойменные фации. Большая геологическая роль ветра в аридной области способствует накоплению эоловых отложений. Морские бассейны и крупные континентальные водоемы характеризуются повышенной соленостью или насыщены карбонатом кальция. В первом случае происходит формирование эвапоритов (гипсы, ангидриты, соли), а во втором — известково-доломитовых осадков.

 

Каждой термической зоне аридного седиментогенеза, так же как и в целом всей аридной области, соответствует специфический набор литогенетических формаций. Характерными литогене- тическими формациями тропической и субтропической зон являются карбонатная и гипсоносная красноцветная терригенная континентальная формация (формация красноцветов, по В. М. Сини- цыну), эвапоритовая, карбонатно-сульфатная и экстракарбонатная формации.

 

Красноцветная карбонатная и гипсоносная формация в основном состоит из грубообломочных образований плохой окатан- ности и сортировки. Преобладают обломки, не подвергшиеся химическому выветриванию, с большим количеством неустойчивых в зоне выветривания минералов. Полностью отсутствуют растительные остатки и гумусовые вещества. Небольшое количество глин представлено гидрослюдами, монтмориллонитом, палыгор- скитом и сепиолитом. Осадки сильно известковые и гипсоносные. Цвет формации обусловлен присутствием большого количества окислов железа.

 

Карбонатно-сульфатная и эвапоритовая формации являются мелководно морскими янялпгями красноцветной карбонатной и гипсоносной континентальной формации. Осадки формации накапливались в мелководных участках, в заливах и крупных лагунах. Периодическое нарушение открытой связи с нормально-соленым морским бассейном при сильном испарении способствовало увеличению концентрации солей в мелководье и лагунах. При этом осаждались соли, гипсы, доломиты и высокомагнезиальные карбонаты. В условиях переменной солености и высокой температуры морской воды в бассейнах обитали только теплолюбивые эвригалинные двустворчатые моллюски и гастроподы.

 

Массовая гибель этих организмов происходила при возрастании солености.

В открытых морских бассейнах тропической и субтропической зон формировались осадки экстракарбонатной формации. Характерной чертой данной формации является высокая концентрация карбонатного вещества. Преобладают хемогенные и органогенные известняки и доломитово-известковые осадки. Часто встречаются органогенные и органогенно-обломочные известняки (коралловые, мшанковые, водорослевые, брахиоподовые, фораминиферовые), широко распространенные также в тропических зонах гумидной области.

 

В умеренно-теплой зоне аридного климата на континентах распространена красноцветная гипсоносная формация, которая, обладая всеми специфическими чертами красноцветной формации тропической и субтропической зон, отличается от последней меньшим количеством карбонатов и преобладанием гипсов. В бо- реалыюй зоне аридного климата аналогом карбонатных и гип- соносных красноцветов является формация карбонатных серо- цветов. Для нее характерен грубый обломочный материал с плохой окатанностью и сортированностью, полимиктовый и очень редко олигомиктовый состав, резкое преобладание неустойчивых к выветриванию минералов над устойчивыми, гидрослюдисто- монтмориллонитовый состав глинистых составляющих. Осадки содержат значительное количество извести и гипса. Количество гумусовых веществ ничтожно. Отличительной чертой данной формации от ее тропического аналога является цвет, зависящий от количества окислов железа. Соединения железа слабо выносятся из исходных пород ввиду низкой температуры и большой сухости. Окраска осадков формации часто зависит от цвета исходных пород.

 

Обилие влаги в гумидном климате увеличивает гидратацию и выщелачивание и благоприятствует развитию растительного покрова. Поэтому в почвенных и грунтовых водах увеличивается количество гуминовых кислот и углекислого газа и они становятся агрессивными. Кислая среда способствует глинообразованию и накоплению восстановительных соединений.

 

Осадконакопление осуществляется в основном в водных условиях. На озерно-аллювиальных низменностях периодически возникают заболоченные участки.

От температурного режима зависит интенсивность процессов выветривания и зрелость продуктов.

 

Цвет формаций гумидного климата в основном светлый (серый, белый), реже зеленый и черный, он зависит от количества гумуса, степени разложения органических веществ и содержания закисного железа.

 

В гумидной области широко распространена угленосная формация, входящие в ее состав глины гидрослюдистого, монтморил- лонитового или смешанного состава. Терригенная часть формации представлена средне- и мелкозернистыми полимиктовыми песками с глинистым цементом. Угленосная формация лимнического и параллического типа характерна для равномерно-влажного умеренного климата.

 

Значительным распространением в равномерно-влажной области пользуются различного состава олигомиктовые формации. В них преобладают глины, а песчаные фракции обогащены устойчивыми к выветриванию минералами. Много аутигенного железа, сосредоточенного в глауконитах, лептохлоритах, шамозитах и сидеритах.

 

Широко распространены мономиктовые (кварцевая терригенная, кварцево-каолинитовая терригенная) и глинистые формации. Известны каолинит-монтмориллонитовые, монтмориллонит-гидрослюдистые и существенно каолинитовые глины.

 

Освобожденный при выветривании кремнезем в кислой среде связывается со свободным глиноземом в каолинит, но при наличии слабокислой или нейтральной среды выносится в морской бассейн, где происходит его осаждение. Типичными осадками кремнистой формации являются кварцевые пески, опоки, опоко- видные глины, трепел, диатомиты, спонголиты, кремнистые глины. В зависимости от температурного фактора генетические особенности кремнистой формации различны. В зонах тропического и субтропического климата распространены биогенные кремнистые образования, а в умеренном климате — хемогенные.

 

Формация горючих сланцев и битуминозных глин в отличие от угленосной является концентратором органического углерода за счет видоизменения водорослей и планктонных микроорганизмов. В мелководных условиях формировались также осадки экстракарбонатной формации, а в удаленных — слабокарбонатной и глинисто-карбонатной формаций, которые по литологическому составу существенно не отличаются от аналогичных формаций переменно-влажного климата.

 

Область переменно-влажного климата располагается между аридной и равномерно-влажной областями и поэтому литогене- тические формации данной области сочетают в себе черты двух климатических областей.

 

Характерной чертой переменно-влажной области является смена сухих периодов увлажненными. Сильное термическое воздействие на горные породы освобождает многие соединения, в том числе и малоподвижные. В сухое время только сульфаты и хло-

ПИДЫ мигрируют, тем самым увеличивая концентрацию многочисленных ъоДиСшСв и прибрежной чягти морских бассейнов. Б периоды увлажнения в результате увеличения поверхностного и грунтового стока резко усиливается гидратация и выщелачивание.

Благодаря обилию гуминовых кислот и углекислого газа, возникающих при разложении растительных остатков, среда выветривания и осадконакопления в периоды увлажнения меняется от нейтральной и слабощелочной на кислую. Обилие агрессивных вод способствует выщелачиванию пород, которые в сухое время года подвергались лишь дезинтеграции и слабому разложению. В это время многие соединения мигрируют.

 

Одновременно с этим усиливается размыв продуктов выветривания и элювия. При наступлении сухого периода уровень грунтовых вод понижается и термическому воздействию подвергаются уже слабо выветре- лые породы, оказавшиеся на поверхности.

В условиях сильного поверхностного стока возрастают дальность и скорость переноса обломочного материала, следствием этого является хорошая сортировка и окатанность обломков. Среди терригенных отложений сравнительно редко встречаются грубообломочные, а устойчивые минералы преобладают над неустойчивыми. Большим развитием пользуются глинистые и riec- чано-глинистые образования. Основными глинистыми минералами являются каолинит, монтмориллонит и реже гидрослюда.

Своеобразие климатических условий нашло отражение в составе литогенетических формаций. Для переменно-влажной области характерны слабокарбонатная и бескарбонатная красноцветная, пестроцветная глинистая, глинистая гипсоносная и целый ряд морских формаций. Среди последних известны глинисто-карбонатная, слабокарбонатная, экстракарбонатная, глинистая слабоугленосная, олигомиктовая и мономиктовая терригенные.

 

Слабокарбонатная и бескарбонатная красноцветные формации характерны для тропической и субтропической зон. Экстракарбонатная формация отличается от равномерно-влажного аналога присутствием известково-доломитовых осадков и меньшей ролью хемогенных известняков. Главную роль в строении формаций играют разнообразные органогенные, органогенно-обломочные и детритовые известняки.

 

Олигомиктовая формация характерна для тропической и субтропической зон. В ее состав входят каолинит-монтмориллони- товые глины и пески, состоящие главным образом из кварца. Много аутигенных образований железа в виде сидерита и гидро- гетита, кремнистых, известковистых и фосфоритовых конкреций. Иногда фосфориты образуют отдельные пласты. Олигомиктовые формации в зависимости от состава подразделяются на квар- цево-глауконитовую и железисто-кремнистую субформации, которые являются эквивалентом бескарбонатной красноцветной и слабокарбонатной формаций. В пространственном отношении они располагаются между континентальной красноцветной и морской слабокарбонатной формациями. Кроме продуктов размыва кор выветривания, исходным материалом для образования олигомикто- вых формаций служили продукты размыва других континентальных формаций.

 

В умеренно-теплой зоне распространены слабоугленосная и пестроцветная глинистая формации. Слабоугленосная формация слагается кварцевыми песками, монтмориллонитовыми и гидрослюдистыми глинами с подчиненными прослоями лигнитов, углистых и лигнитовых глин. Пестроцветная глинистая формация является климатическим эквивалентом бескарбонатной красно- цветной.

 

Среди морских формаций широким распространением пользуются разнообразные глинистые, терригенные (олигомиктовая и полимиктовая), глинисто-карбонатные и слабокарбонатные формации.

 

 

 Смотрите также:

  

Палеоботанические исследования. Доднепровские осадки...

Аллювий венедской свиты, по совокупности палеоботанических, петрографических, минералогических и литогенетических показателей

 

Спорово-пыльцевая, листовая и диатомовая флоры кинельских...

Таким образом, эта листовая акчагыльская флора показывает, что палеоклиматические реконструкции, основанные на палинологических анализах...

 

река Кама

8- я фаза Значительное ухудшение климата: абсолютное господство Qf* ели (до 85—98%). Фрагменты палеоклиматической схемы соликамского интерстадиа- ла...

 

Шкурлатовский комплекс. Шкурлат. Переход от фауны...

Этот факт означает, что нельзя рассматривать c.antiquitatis в качестве характерного обитателя тундры и тундростепи„ Используя знания о териофауне для палеоклиматических...

 

О ЧЕМ МОГУТ РАССКАЗАТЬ ИСКОПАЕМЫЕ КОСТИ. животные...

Характер поверхности ископаемой кости до известной степени отражает и палеоклиматические особенности данного района: сухость, влажность, холод, жару.

 

Поздний палеолит. ОПЫТ РЕКОНСТРУКЦИИ УСЛОВИЙ...

Общий температурный фон летнего сезона, судя по палеоклиматическим реконструкциям, приведенным в данной монографии, был на 4-5° ниже современного.

 

Что такое аллювий. Пыльца карбоновых, пермских, меловых...

Орловские аллювиальные отложения по своим литогенетическим и фациальным особенностям относятся к типу аллювия подпруженных рек...