Распространение и распределение современных карбонатных осадков

Имеется пять основных групп современных карбонатных осадков (не все из них имеют одинаковое значение): мелководные морские осадки, глубоководные морские карбонаты, карбонаты эвапоритовых бассейнов, карбонаты пресноводных озер и источников и эоловые карбонаты. Поскольку большинство отложений геологического прошлого принадлежит к I группе, ей уделено особое внимание. Однако глубоководные морские карбонаты наиболее широко распространены в современном мире, и сейчас признается, что значительное количество древних карбонатов имеет глубоководное происхождение. Карбонаты эвапоритового происхождения, а также те, которые отложились в пресноводных озерах и источниках, и карбонатные дюны, несмотря на незначительное распространение, также заслуживают изучения.

Мелководные карбонаты. Хотя мелководные морские карбонаты были очень широко распространены в геологическом прошлом, сегодня их обнаруживают лишь в немногочисленных местах. Лучше всего известны и широко распространены карбонаты Флоридско-Багамского региона. Большая Багамская Банка представляет собой едва затопленное плато у побережья Флориды около 700 км длиной и до 300 км шириной. Большая часть ее покрыта толщей воды, не превышающей 10 м. Незатопленные участки представляют собой архипелаг островов, крупнейшим из которых является о. Андрос. Осадки этого района были описаны Иллингом, Ньюэллом и Ригби. Вкратце отметим, что отложения главным образом представлены известковыми песками, как органогенно-обломочными, так и оолитовыми, л в меньшей степени тонкозернистыми карбонатными илами и рифовыми образованиями. Пески покрывают большую площадь отмелей и находятся в движении, образуя обширные поля субаквальных дюн. Илы приурочены к мелководным и приливно-отливным участкам, расположенным к западу или с подветренной стороны о. Андрос; рифовые постройки образуют узкие ограниченные тела, располагающиеся главным образом с надветрениой (восточной) стороны Багамской платформы. Часть карбонатных осадков выносится с платформы и переотлагается в соседних глубоководных бассейнах, таких как бассейн Тонга в Атлантическом океане и Колумбийский бассейн. Карбонатные пески также накапливаются в незатопленных частях банки в виде субаэральных дюн.

Карбонатные отложения Флоридской платформы сходны с вышеописанными и состоят из рифовых карбонатных построек, за-рифовых песков и лагунных плов. Пески частично органогенно-обломочные, частично оолитовые. Особый интерес представляют прибрежные илы залива Флорида, которые, по-видимому, связаны с «луговыми» скоплениями морской травы (Thalassio). Эти луга создают препятствие и гасят турбулентность, способствуя таким образом отложению плов.

Другими районами интенсивного накопления мелководных карбонатных осадков являются банка Кампече, прилегающая к Юкатану, и шельф Гондураса. Банка Кампече была описана Логаном с соавторами, а осадки этого района были исследованы Хоскинсом, Фолком и Роблесом, а также Хардингом. Карбонатные осадки шельфа Гондураса менее известны, однако в настоящее время они являются объектом изучения.

Отложения карбонатных песков и илов, а также рифовых построек обнаружены на побережье Персидского залива. Прибрежные лагуны и приливно-отливная полоса этого района содержат чрезвычайно соленые воды; засолоненные фации присутствуют и в смежных районах; обычно они представлены плоскими соляными участками, временами подвергаемыми затоплению (себхой). В результате эвапоритовые отложения тесно связаны с карбонатами.

Другие области накопления мелководных карбонатных осадков, гораздо менее известные, находятся у берегов Западной Австралии и Квинсленда. Участок залива Шарк на западном побережье местами сильно засолонен и известен, в частности, своими строматолитовыми фациями. Шельф Квинсленда сравним по площади с Багамской платформой. Здесь находится широко известный, протягивающийся более чем на тысячу миль Большой Барьерный риф. Окаймляющие барьерные рифы и атоллы, расположенные во всех частях Тихого океана и в других тропических водах, описаны в литературе. Хотя эти отложения занимают малую площадь, они дают большую информацию по рифовым постройкам, их структуре и развитию. К наиболее известным можно отнести отложения острова Фунафути, Гуама и Бикини.

Можно отметить, что прибрежные морские карбонаты накапливаются в нескольких специфических карбонатных обстановках: рифовой, приливно-отливной, скоплений «луговой» травы Thalassia, открытых отмелей или шельфовой и субаэральной дюн. Основная часть илов накапливается в приливно-отливной и «луговой» фациальных обстановках, песчаники встречаются в зоне открытого шельфа и в дюнах.

Глубоководные морские карбонаты. Современные глубоководные карбонаты принадлежат к двум классам: к турбидитам, или осадкам открытых морей, и к пелагическим глубоководным морским осадкам. Первые, несмотря на меньшее распространение, более обычны для геологических толщ; пелагические карбонаты, наиболее широко распространенные в современных океанах, бедно представлены или вообще не представлены в древних толщах.

Турбидиты, или карбонаты бассейнов, лишь недавно установлены как в современных морях, так и в древних геологических разрезах. Отложения образуются в бассейнах глубиной в несколько тысяч метров. Они представлены толщами с градационной слоистостью, чередующимися с местными осадками, либо пелагических карбонатов, либо тонкозернистыми терригенными. На их мелководное происхождение указывают включения органического детрита, например обломки известковых красных водорослей (Halimeda). Осадки этого типа пространственно и генетически связаны с рифами и образуются за счет их разрушения, а затем переносятся в глубоководные зоны турбидитными потоками. Такие осадки были описаны в бассейне Тонга, на Багамских островах, в Колумбийском бассейне, в южной части Багамского архипелага и в глубоководной части Мексиканского залива у берегов Кампече. По-видимому, эти отложения характерны для древних геологических разрезов.

Наиболее широко распространенные глубоководные морские карбонаты представлены морскими птероподовыми или глобигериновыми илами; последние встречаются гораздо чаще. Глобигериновый ил покрывает площадь 125*10в6 км2; птероподовый — 2*10в6 км2. Средние глубины накопления этих отложений соответственно 3 600 и 2 000 м. Глобигериновый ил состоит главным образом из раковин планктонных фораминифер, среди которых основной является Globigerina. Содержание карбоната в иле колеблется от 30 до 90%, составляя в среднем 65%. Эти отложения наиболее часто встречаются в низких широтах, и их распространение, по-видимому, коррелируется с соленостью поверхностных вод; наиболее широко они распространены в районах с максимальной соленостью поверхностных вод, однако отсутствуют в местах значительного погружения океанического ложа. Очевидно, более холодные глубинные воды способствуют растворению известковых раковин фораминифер. Глубина, ниже которой процесс растворения преобладает над процессом аккумуляции, составляет около 4 000 м. Содержание карбонатов ниже этой глубины быстро падает; карбонаты практически полностью отсутствуют глубже 6 000 м. Хотя некоторые карбонатные осадки, как, например, писчий мел, имеют сходство с современными илами, полагают, что лишь очень малая часть морских известняковых отложений геологического разреза образовалась на абиссальных глубинах. В какой-то мере это может быть связано с тем, что планктон, содержащий известь, появился только в меловом периоде. До этого пелагические карбонаты образовываться не могли.

Пресноводные карбонаты. В некоторых современных пресноводных озерах образуются рыхлые известковые землистые отложения, называемые мергелем. Озера с мергелевыми отложениями типичны для районов Северной Америки, покрытых известковыми ледниковыми наносами. Пласты мергеля также подстилают многие пресноводные болота, указывая на ранее существовавшие озерные условия. Часто такие мергели бывают глинистыми и, следовательно, пригодны для изготовления портланд-цемента.

В настоящее время известковые отложения также образуются при испарении вод некоторых источников и рек. Известковый туф — губчатое, пористое вещество, образующее маломощные поверхностные осадки вокруг источников и родников и особенно в реках; редко характеризуется широким распространением и встречается главным образом в современных или четвертичных отложениях. Травертин — плотное слоистое вещество, особенно типичное в кавернах известняка; образует относительно небольшие залежи и, подобно известковому туфу, имеет в основном четвертичный или современный возраст.

Эвапоритовые карбонаты. Из незначительных скоплений карбоната кальция, связанных с аридным климатом, наиболее широко распространены каличе. Эти обогащенные известью отложения обнаружены в почвах районов с полуаридным климатом. Капиллярные силы вытягивают известьсодержащие воды к поверхности, где в результате испарения образуется обогащенное известью каличе. Поскольку они образуются только в районах с ограниченным выпадением осадков, эти отложения являются важным показателем климатических условий.

Эоловые карбонаты — небольшие скопления карбонатного песка — обломки прибрежных рифов — накапливаются на пляжах и в дюнах, связанных с этими пляжами. Известковые эоловые отложения встречаются на Бермудских и многих островах Багамской платформы. Подобные дюнные отложения являются самоцементирующимися и, как некоторые пляжевые пески, быстро литифицируются; последние называются пляжным известковистым песчаником.