Линейные барьерные берега

С увеличением воздействия моря дельта может постепенно превратиться в линейную цепочку барьерных островов. Нa современных побережьях и в древних породах можно найти все переходные образования; однако достаточно иметь начальное и конечное образование, чтобы построить определенную модель.

Современные дельты, которые вдоль берега переходят в прибрежные линейные барьерные острова, можно видеть по обеим сторонам дельты Миссисипи в Мексиканском заливе, на побережье Дании к северо-востоку от дельты Рейна, на Синайском побережье к востоку от дельты Нила и на побережье к западу от дельты Нигера.

Кроме того, имеется много современных береговых барьеров, не связанных с какой-либо крупной дельтой. В качестве примеров можно указать на восточное побережье Северной Америки между Нью-Джерси и Флоридой, участки побережий на севере Германии и Польши, и на полуострове Янгхазбенд в Южной Австралии. На этих побережьях, тем не менее, отмечается значительный привнос осадков реками, дренирующими внутренние участки суши.

а. Современные барьерные побережья

Новейшие барьерные острова и процессы, которые приводят к их образованию, хорошо изучены. Имеются значительные противоречия во взглядах на их генезис. Прогрессивное построение близбереговых баров и погружение под воду пляжей н дюнных поясов считаются двумя главными механизмами, приводящими к образованию барьерных островов. Сложность изучения современных баров заключается в том, что межледниковые и эвстатические колебания уровня моря происходили несколько раз за последний миллион лет. В современных берегах фиксируются как поднимающиеся, так и опускающиеся пляжи, а многие барьерные острова включают останцы более древних осадков. Поэтому сейчас мы не можем видеть всю картину формирования барьерных островов. Вероятно наиболее целесообразно признать их полигенетическое происхождение; дополнительные данные о строении и генезисе барьерных островов можно найти в ряде работ.

Наиболее хорошо изученные современные комплексы барьерных островов находятся у побережья Мексиканского залива в западном Техасе, в особенности острова Падре и Галвестон. На восточном барьерном побережье Северной Америки самым изученным является остров Сапело. Вне пределов Северной Америки лучше всего изучены барьерные берега Голландии и Германии.

Сопоставление исследований современных побережий сих древними аналогами и создание четкой модели осадконакопления в барьерных островах сделано Вишером, Поттером, Шелтоном и Дэвисом и др.

Существенным является то, что барьерный остров представляет собой линейное песчаное тело, обнажающееся при высоком приливе и вытянутое параллельно берегу, отделяющее скрытые заливы, лагуны п приливно-отливные равнины от открытого моря. На большинстве современных барьерных берегов наблюдается чередование по горизонтали двух высокоэнергетических обстановок и двух низкоэнергетических. С материковой стороны — это речные прибрежные равнины, сложенные песками, алевритами, глинами и торфяниками, которые по направлению к морю сменяются соляными маршевыми отложениями и далее осадками приливно-отливных равнин и лагун. Осадки этих фаций состоят из тонкокосослоистых и полосчатослоистых тонкозернистых песков, алевритов и глин. Эта зона характеризуется интенсивной биотурбацией, наличием ракушняковых слоев, часто устричных и мидиевых, и постепенно уменьшающимися кверху следами приливно-отливных течений.

Барьерные острова состоят из ряда определенных физико-географических единиц. На стороне, обращенной к берегу, могут быть сложные, скрытые водой конусы и плоские участки между барьером и лагуной, сложенные песками, переброшенными через барьер во время штормов. Гребень барьерного острова часто сложен песчаными дюнами ветрового происхождения, хотя здесь иногда имеется устойчивый почвенный профиль и растительность.

Пески барьерных островов обычно зрелые и хорошо сортированные. Сделаны попытки различать по гранулометрии пески пляжей, дюн и рек. Внутреннее строение пляжных песков характеризуется горизонтальной или субгоризонтальной слоистостью, полого погружающейся в море. В подчиненных количествах присутствуют плоскопараллельные и троговые передовые слои. Барьерные острова иногда пересекаются приливно-отливными руслами: они могут иметь подводные дельты как на морском, так и на материковом склонах барьерного острова. При наращивании этих русел по горизонтали образуются косослоистые русловые последовательности. Такие образования сложены в основном песками барьерного острова и действительно сохраняются в геологических разрезах.

В направлении от берега пляжные пески барьерного острова переходят в осадки открытого моря. Многие современные толщи барьерных песков, особенно в Северном море, постепенно сменяются размытым морским шельфом, в котором преобладают обстановки эрозии или равновесия. На побережьях Нигерии, Мексиканского залива, наоборот, барьерные острова быстро сменяются глубоким морем. Здесь из суспензии осаждаются тонкие илы. При детальном исследовании выявляется постепенный переход с уменьшением размеров зерен осадков от волноприбойной зоны высокой энергии до обстановки с низкой энергией ниже уровня волнового действия и приливно-отливных течений. Подвергшиеся биотурбации илистые полосчато-слоистые пески ниже уровня малой воды сменяются по направлению к морю тонкослоистыми илами открытого моря.

На фиг. 114 показаны субобстановки осадконакопления и фации для идеальной модели развивающегося комплекса барьерного острова. Последовательность осадков в этом случае весьма сходна с последовательностью, образующейся в дельтах с преобладающей волновой деятельностью. Главное отличие дельтовой последовательности состоит в присутствии в пределах лагуны и приливно-отливной равнины русловых песков рукавов, а в верхней части разреза — песчаного покрова.

б. Древние барьерные берега

Огромное число древних осадочных фаций принадлежит к отложениям баров. Примеры их приведены в ранее указанных статьях Вишера и Шелтона, и Дэйвиса с соавторами. Особенно хорошо они описаны в меловых песчаниках формации Игл и глинистых песчаниках Монтаны, на месторождении нефти Бисти в Нью-Мехико и в песчаниках Ред-Форк бассейна Энид в Оклахоме.

Все эти отложения, изученные как на поверхности, так и на глубине, имеют ряд общих черт. Для них характерно увеличение крупности зерен вверх по профилю, В основании песчаных тел наблюдается переход в глинистые сланцы открытого моря. Вершины песчаных тел срезаны, что часто отмечается перерывами в седиментации, и перекрыты морскими или неморскими глинистыми сланцами. Во внутренних частях песчаных тел отмечается биотурбация нижних горизонтов и появление массивных или субгоризонтальнослоистых текстур вверху. Однако наиболее характерной чертой является то, что эти песчаные тела вытянуты в виде узких линз параллельно местной береговой линии.

Современные геоморфологи, специалисты по изучению побережий, строго подразделяют тела береговых песков на барьерные острова, береговые бары, намывные косы или стрелки и насыпные перемычки, соединяющие острова между собой или с материком. Для современных образований это различие сделать легко. Для древних отложений — трудно, из-за того что их пространственные взаимоотношения не всегда достаточно ясны. Большинство геологов дают им общее название «барные пески».

Горизонтальное развитие береговых баров может привести не только к образованию вытянутых параллельно берегу узких линз песков, но и покровных песчаных тел. Это зависит от условий равновесия между привносом осадочного материала и его усадкой. Однако примеры древних песчаных барьерных покровов известны в меловых отложениях всхолмленных предгорий Скалистых гор и в третичных отложениях побережья Мексиканского залива.

Исследования показали, что песчаные барьерные покровы встречаются не только в регрессивных последовательностях с переходами книзу в морские, а кверху — в неморские фации, но и в трансгрессивных песчаных образованиях, сменяющихся кверху морскими фациями. Однако трансгрессия более часто сопровождается эрозией поверхности, чем накоплением осадков, поэтому трансгрессивные барьерные песчаные покровы развиты хуже. Тщательное исследование трансгрессивных песчаных тел показывает, что они действительно состоят из серии узких линзовидных тел, в которых кверху отмечается увеличение крупности зерен и которые по вертикали расположены «эшелоном». Из этого следует, что отложение песков во время морской трансгрессии в действительности имеет место только в момент, когда берег еще не перемещается и бары могут продвигаться в сторону моря (фиг. 115).

Тем не менее в барьерном береге часто можно наблюдать серии трансгрессивных и регрессивных циклов. В отличие от дельтовой осадочной модели, в барьерной модели нет генератора для образования циклов. Такие циклы обычно связаны с внешними причинами, такими как тектонические движения и эвстатические колебания.

Древние пески баров часто опознаются по присущей им последовательности в размерах зерен и по осадочным текстурам. При наличии узких линзовидных песчаных тел, заключенных среди глинистых сланцев и простирающихся параллельно линии древнего берега, остается мало сомнений в их происхождении как баров. Трудно и часто невозможно показать, является ли такое песчаное тело образованием берегового бара или барьерного острова.

Песчаные покровы, отделяющие морские сланцы от неморских осадков, могут быть образованы как при продвижении дельт с преобладающим морским режимом, так и на побережьях с барьерными островами.

При детальном изучении таких песчаных тел выявляется, что барные пески образуют составную часть общей продвигающейся призмы осадков, и различие дельтовых и барьерных типов осадков затруднительно и может быть ошибочным. Точная диагностика дискретности песчаных линз важна для того чтобы предсказать их морфологию. Классическая расшифровка береговых баров и русловых песков приливно-отливного происхождения, сделанная Вебером для третичных отложений поверхности дельты Нигера, иллюстрирует эту точку зрения.