19.01.2021

Рифы


Рифами называют «выходы горных пород у поверхности или близ поверхности воды; отмели или банки». В этом коротком определении не указываются органическое происхождение или сопротивляемость рифа волновому воздействию.

Геологи, однако, считают, что риф означает всегда сопротивляющуюся волновому воздействию органогенную постройку, сложенную главным образом кораллами.

Рифы, их генезис и диагенез являются важными из-за того, что рифовые породы часто содержат рудную минерализацию, нефть и газ (с. 126 и 346). Здесь мы рассмотрим главным образом номенклатуру и морфологию рифовых образований.

а. Современные рифы

Современные рифы хорошо изучены как биологами, так и геологами, интересующимися карбонатным осадконакоплением.

Хорошо известны морфология, текстура и экология современных рифов. Принято считать, что органогенные рифы образуются в широком интервале глубин, температур и солености воды. Рифы из известковистых водорослей и моллюсков могут расти в озерах. Морские рифы могут быть созданы почти любыми откладывающими известь малоподвижными беспозвоночными организмами. Кораллы могут расти в глубокой холодной воде. Тем не .менее большинство современных рифов находятся в теплой чистой воде мелководных морей и содержат в значительных количествах коралловые организмы, строящие их каркас.

Современные коралловые рифы разделяются на ряд определенных физиографических групп. Каждая такая группа характеризуется присущим ей типом осадков и биотой. Имеется большое разнообразие видов и родов рифостроящих организмов при хорошо определенных характеристиках экологической зональности субобстановок в любых характерных случаях (фиг. 120). На фиг. 121 показаны три главных морфологических элемента рифов: передовая часть, платформа и тыловая часть. Для деталей меньшего порядка имеются дополнительные термины.

Передовая часть рифа, или склон, наклонена в сторону моря и уходит в глубину. Склон этой зоны книзу все более выполаживается. Он покрыт главным образом детритусом самого разрушающегося рифа, наподобие подводной каменистой осыпи. У основания склона рифа могут присутствовать валуны рифовых пород, но размеры обломочного материала вниз по склону уменьшаются и кальцирудиты сменяются калькаренитами и далее кальцилютитами. Сам склон заселен кораллами, известковистыми водорослями и другими беспозвоночными животными, которые скрепляют материал осыпи. Сортировка материала осыпи означает, что в рифе может сохраняться наклоненная в сторону моря слоистость.

Сам риф сложен главным образом известковистым каркасом, образованным прикрепленными организмами. Характерно, что фронтальная часть современных рифов инкрустирована литотамниевыми водорослями, обладающими высокой стойкостью к воздействию волн. Другие организмы располагаются за фронтальной частью в экологических нишах. Поверхность рифа плоская, поскольку его биота не может выдержать продолжительного нахождения в субаэральной обстановке; эта поверхность обнажается во время отлива. Современные рифы имеют высокую первичную пористость. Co временем пористость постепенно уменьшается благодаря инфильтрации известкового ила и цементации.

Сзади рифовой платформы находится зона тылового рифа. Непосредственно же за растущим рифом — зона совершенно разрушенных рифовых обломков, перемытых во время штормов. Размер частиц отложений тыловой части рифа постепенно уменьшается в сторону от рифа и в лагунах залегают микриты и пеллетовые ялы. В лагунах в тыловой зоне иногда присутствуют небольшие изолированные рифовые постройки.

Определенная последовательность от передовой зоны к рифовой платформе и тыловой зоне местами нарушается приливно-отливными руслами, которые пересекают поверхность рифа. Важно помнить, что рифы не растут изолированно, а образуют неотъемлемую часть шельфа и краевых шельфовых отложений (фиг. 122).

В плане различаются три главных типа современных рифов, называемых атоллами, барьерными рифами и береговыми рифами. Оказалось, что современные рифы имеют сложную геометрию, отражающую изменения уровня моря в плейстоцене. Соответственно сложна и история их диагенетических изменений. Рифы могут продвигаться в море через передовой склон и могут наращиваться по вертикали или мигрировать к берегу при трансгрессии моря — все это показали исследования скорее древних, чем современных рифов (фиг. 123).

б. Древние «рифы»

Во многих частях мира среди разных осадочных фанерозойских пород обнаружены линзы карбонатных пород. При тщательном изучении ископаемой фауны, литологии и соотношений фаций некоторые из линз были определены как древние рифы. Если пользоваться строгими определениями, рифовое происхождение для многих карбонатных линз доказать невозможно. Например, «рифы — это тела пород, сложенные из скелетов организмов, которые имеют экологический потенциал для строительства сооружений, обладающих стойкостью к воздействиям волн». Чтобы избежать такой строгости определения и часто непригодных интерпретаций, геологи применяют ряд удачных названий (постройка, биостром, биогерма, органогенный риф, постройка органического происхождения, стратиграфический риф, экологический риф и т. д.).

Имеются две основных трудности в проблеме создания удовлетворительной модели древнего рифа. Первая заключается в смешении понятий «фация» и «обстановка осадконакопления»; вторая — в том, что многие из этих массивов пород так интенсивно перекристаллизованы, что их первичная природа неопределима.

Широко используются термины типа «рифогенный известняк», «внутририфовый детриту с» и «фация фронта рифа». Многих проблем можно было бы избежать, если описывать древние карбонатные породы только с помощью литофациальных терминов. Хотя и неудачный, термин «карбонатная постройка» привлекателен для использования его при описании линзовидных тел карбонатных органогенных пород неопределенного происхождения.

Вторым фактором, который усложняет изучение древних рифов и банок, является широкий диагенез. Он проявляется благодаря разнообразным факторам, включая высокую первичную пористость, неустойчивый (преимущественно арагонитовый) состав и частый приток в породы рассолов при падении уровня моря и высыхании лагун. По этим причинам рифы и банки часто перекристаллизованы и доломитизированы в такой степени, что их первичное строение неопределимо. К этому типу относятся многие девонские «рифы» Канады. Из-за диагенетических преобразований невозможно доказать, являлись ли эти линзовидные карбонатные постройки в действительности рифами в экологическом смысле.

Есть второй важный аспект диагенеза карбонатных построек. Падение уровня моря приводит к обнажению гребней не только настоящих рифов, а также и ракушняковых банок и отмелей, сложенных карбонатными песками. Все они могут быть сцементированы при раннем диагенезе. При новом подъеме уровня моря все они, если не вдаваться в их генезис, будут представлять собой массивы, устойчивые к воздействию волн, с завершенными склонами осыпей и лагунами. Повторение этих процессов может привести к образованию широких шельфов с образованными при ранней цементации морскими карбонатными породами различных фаций и со ступенями склоновых отложений, которые постепенно уходят в бассейн. Так, формация Капитан в Западном Техасе интерпретировалась как классический пример барьерного рифа, отделяющего бассейн Делавэр от северо-западного шельфа. Сейчас появилась тенденция интерпретировать образование этой толщи, которая имеет крутые устойчивые к действию волн борта, как органогенные отмели и банки, которые приобрели свою прочность не при сингенетическом действии инкрустирующих водорослей, а при цементации во время морских регрессий.

Предполагалось, что эти данные могут помочь при выявлении различий между стратиграфическими и экологическими рифами. Стратиграфические рифы представляют собой карбонатные постройки, которые были сцементированы неорганогенным материалом (например, крупнокристаллическим кальцитом). Экологические рифы действительно образованы in situ строящими каркас скелетами, связанными органическим способом, например инкрустирующими водорослями. По словам Данхэма: «Стратиграфический риф — это объективное понятие массива с тремя измерениями. Экологический риф — это субъективное понятие заключенных в нем взаимодействий организмов и топографической эволюции. Одно означает морфологию, другое — топографию».

В заключение заметим, что осадочная модель органогенного рифа основана на изучении современных тропических коралловых рифов. Применение этой модели к древним осадкам затруднительно. Линзовидные массивы карбонатных пород встречаются часто, но трудно доказать, что они всегда были топографическими телами, устойчивыми к волновому воздействию, сложенными in situ органическими скелетами, поскольку многие постройки при диагенезе потеряли свои первичные осадочные черты. Однако могут быть важны факты, позволяющие отличить, были ли постройки первоначально образованы из мягких осадков ракушняковых или оолитовых банок, или они были экологическими или стратиграфическими рифами.

Следовательно, скорее всего невозможно определить специфику происхождения постройки, или границу шельфа, даже если бы модели для этого определения базировались на их литологии и общей морфологии (фиг. 124).





Яндекс.Метрика