10.03.2021

Сопоставление основных особенностей выветривания и осадконакопления в рифее и дорифее


Характер выветривания и осадконакопления в рифее, как и в другие геологические эпохи, определялся сочетанием таких факторов, как состав атмосферы, гидросферы, особенностью ландшафтов того времени и т. д. Существуют многочисленные точки зрения на газовый состав атмосферы в рифее. Применение волюмометрического метода при изучении газовой фазы включений кремнистых пород показало, что в рифейской атмосфере присутствовали те же газы, что и в современной, но углекислоты было значительно больше, а кислорода — несколько меньше (табл. 12). Повышенное количество углекислого газа в атмосфере могло существенно отразиться на составе гидросферы. На континенте в поверхностных и грунтовых водах можно предполагать повышенное по сравнению с современными количество бикарбонат и карбонат-ионов. Повышенная карбонатная щелочность, вероятно, была свойственна и морским водам, в которых допускается повышенное количество кальция и магния.

В рифее еще продолжал существовать специфический ландшафт докембрия, для которого характерно было отсутствие наземной растительности. Этот тип был назван А.И. Перельманом примитивно-пустынным ландшафтом. Однако если учесть, что в это время уже существовали основные структурно-тектонические подразделения — платформы, геосинклинали и т. д., то можно предполагать известное разнообразие пустынных ландшафтов. В зонах размыва были распространены платообразные поднятия, которые сочетались с участками расчлененного рельефа. В сторону областей осадконакопления они переходили в аллювиально-дельтовые, пролювиально-дельтовые равнины. Зоны приморских равнин обычно были нешироки (30—50 км), однако считать это общей закономерностью преждевременно.

Строение дна платформенных морей представляется достаточно плоским. Как установлено на Сибирской платформе, его рельеф осложнялся серией поднятий и строматолитовыми рифами, причем размеры поднятий могли быть достаточно значительными. В геосинклинальных и переходных областях рельеф морского дна более контрастен. Здесь выделяются зоны устойчивого прогибания, местами грабены и каньоны.

Рассмотренные выше факторы дают возможность считать, что рифейская эра была благоприятной для широкого развития процессов химического выветривания. Обилие кислорода и углекислого газа в атмосфере, поверхностных и грунтовых водах способствовало преобладанию кислого типа выветривания. Как показали эксперименты Ж. Педро, в обстановке CO2 возможны и процессы аллитизации. В рифейских отложениях установлено несколько горизонтов кор выветривания, представленных главным образом кислыми продуктами. В них наблюдается тот же тип минералогической зональности, что и в более молодых корах выветривания. Некоторые различия отмечаются в распределении реликтовых минералов. Так, полевые шпаты в рифейских корах выветривания разрушаются в гидрослюдистой зоне, тогда как в более молодых элювиальных продуктах они сохраняются в каолинит-гидро-слюдистой зоне. Объяснение этого следует искать в физико-химических особенностях выветривания в присутствии углекислого газа.

Континентальное осадконакопление в рифее изучено далеко недостаточно. Детально отложения описаны на ограниченных площадях и согласно этим данным могут быть разделены на четыре группы: делювиально-пролювиальные, пролювиально-аллювиально-озерные, эоловые и ледниковые.

Делювиально-пролювиальные осадки фиксируются в областях, прилегающих к зонам размыва, и в районах вулканической деятельности. В областях размыва делювиально-пролювиальные осадки выполняют промоины, ложбины и другие небольшие депрессионные формы рельефа. Часто они залегают на выветрелых коренных породах и представлены слабоокатанными обломками, сцементированными олигомиктовым песчано-глинистым материалом. Нередко делювиально-пролювиальные образования (брекчии, брекчии-конгломераты) испытали постседиментационные изменения, рассланцованы, окварцованы. Примером делювиально-пролювиальных продуктов на склонах наземных вулканов являются отдельные горизонты вулканогенно-осадочных образований игарской толщи в Игарском районе. Здесь распространены лапиллевые, агломератовые туфобрекчии, содержащие сплющенные, расщепленные по краям вулканические бомбы, достигающие в диаметре 2—3 м. Их форма, размеры, а также однородный состав обломков могут указывать на наземный характер извержений.

Пролювиально-аллювиальные и озерные образования, распространенные как в платформенных, так и в неплатформенных областях, обычно представлены толщами кварцевых, олигомиктовых и аркозовых песчаных пород, содержащих то или иное количество глинистых или сланцевых прослоев. Такие горизонты известны на Сибирской платформе, в ряде районов ее складчатого обрамления, на Урале, среди торридонских отложений Шотландии и в других районах.

О роли эолового материала можно судить только по отдельным примерам. Так, пепловые частицы цементируют делювиально-пролювиальные пирокластические породы Игарского района. Отдельные зерна крупнозернистого кварца встречаются в терригенных отложениях пролювиально-речного генезиса Сибирской и Русской платформ. Представляется, что необходимы детальные исследования псаммитовых отложений рифея с целью произвести количественную оценку роли эолового материала.

Отложения ледникового происхождения представлены плохо сортированными песчано-галечниковыми, сцементированными глинистым веществом, породами. Признаками их ледникового генезиса являются: плохая сортировка и окатанность обломков, неравномерное распределение валунов и гальки, отсутствие слоистости, встречающиеся следы ледниковой штриховки. Однако сомнения о ледниковом происхождении пород с такими признаками справедливы в том отношении, что эти критерии не дают возможности отличить их от осадков грязевых и мутьевых потоков. В этом случае необходимы сведения о формах залегания и распространения подобных образований.

Характеризуя условия субаквального континентального осадконакопления, следует учитывать влияние атмосферных газов, в частности СО2. В этом отношении интересные эксперименты произвели В. Келлер, В. Белгорд и А. Рисман. В процессе опытов породообразующие минералы (кварц, полевые шпаты и др.) растирались в дистиллированной воде и в воде, насыщенной углекислым газом. Опыты показали, что углекислота для большинства минералов является фактором, ускоряющим процесс химического разложения зерен при истирании. Эти данные позволяют в какой-то мере оценить условия разрушения минералов при переносе в различные геологические эпохи.

Обстановка морской седиментации в рифее изучена значительно лучше. Здесь отчетливо выделяются три зоны: прибрежные части моря и опресненных заливов, мелководные части моря и достаточно глубоководные участки морского бассейна. Прибрежную часть моря характеризуют толщи песчаных, песчано-алевритовых, часто олигомиктовых отложений, содержащих прослои аргиллитов и сланцев. В них отмечаются многочисленные слоистые текстуры, отпечатки трещин усыхания, капель дождя, пляжевые фестоны. В относительно глубоководных осадках встречаются зерна глауконита. Образования этой фациальной зоны переслаиваются с континентальными, дельтовыми осадками, от которых их не всегда можно отличить. Другим типом прибрежных осадков могут быть карбонатные породы, преимущественно слоистые известняки, иногда красноцветные. Для них характерно относительно слабое развитие органогенных образований, обедненный комплекс микрофоссилий. Эти осадки, выделенные пока на Сибирской платформе, рассматриваются как образования крупных опресненных заливов.

Осадки мелководных и относительно глубоководных частей морских бассейнов представлены главным образом глинистыми и карбонатными породами. Аргиллиты и глинистые сланцы известны как на платформах, так и в неплатформенных районах. На платформах глинистые породы обычно богаты карбонатным материалом, нередко пестроцветны. В зонах передовых прогибов и в геосинклиналях они представлены мощными толщами глинистых сланцев, филлитов, часто содержащих значительные примеси пеплового материала.

Карбонатные породы, представленные известняками и доломитами, ассоциируют как с песчаными, так и с глинистыми толщами. Среди них выделяются: обломочные, обломочно-органогенные и обломочно-хемогенные разности. Характер распределения карбонатных пород в рифее отличается тем, что доломитовые породы, равно как и известняки, являются осадками прибрежных и открытоморских частей морских бассейнов. Особенно отчетливо это видно на платформах. Данное обстоятельство дает право предполагать, что в рифее доломитовые осадки формировались в условиях открытых частей бассейна, в обстановке нормальной для того времени солености.

С целью проверки этого предположения были поставлены эксперименты с хлоридно-карбонатными растворами, содержащими те же компоненты, а также имеющими ту же соленость, что и современная морская вода. Однако количественные соотношения между кальцием и магнием были иными. В результате этих опытов было показано, что богатые магнием кальциты и протодоломит могут осаждаться из раствора с содержанием солей, близким к их количеству в современной морской воде, но для этого необходимы следующие условия: повышенная карбонатная щелочность; pH близкая к 8—9; повышенное количество в растворе магния и кальция и определенные их отношения (для условий опыта близкие к 1). Вполне возможно, что такие условия могли иметь место в рифейское время. Таким образом, в формировании доломитовых пород в рифее выделяется две стадии: седиментационная и диагенетическая. В первую из них в донных илах накапливались осадки, состоящие из протодоломита, затем происходило разложение протодоломита с образованием кальцита, а магний обогащал иловую воду. Во вторую стадию происходила доломитизация кальци-тового осадка магнезиальным раствором. Характер этого процесса экспериментально воспроизвел Г. Барон.

Сравнивая описанные выше условия рифейского выветривания и осадконакопления с таковыми более древних эпох, можно обратить внимание на их близость по крайней мере для рифея и среднего протерозоя. Она проявляется в близком составе атмосферы (см. табл. 12), строении и составе кор выветривания, в ооставе, строении и распространении континентальных и морских отложений. Для более древних эпох такие детальные сопоставления сделать труднее.





Яндекс.Метрика