ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2004, № 2, с. 161-172
УДК 551.314+551.351
О ВРЕМЕНИ ФОРМИРОВАНИЯ ЛАТЕРАЛЬНЫХ ПАРАГЕНЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ РИФЫ-ЭВАПОРИТЫ
© 2004 г. А. А. Байков
Ростовский государственный университет 344090 Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40 E-mail: litos@mail.tp.ru Поступила в редакцию 20.01.2003 г.
Рассчитана продолжительность функционирования звеньев латеральной парагенетической системы рифы-эвапориты кембрия и поздней юры. Расхождение между суммарным временем вертикального роста барьерных рифов и суммарным временем эвапоритообразования колеблется от 3 до 50 раз. При этом огромный промежуток времени барьерные рифы не наращивались в мощности, а соли в галогенных бассейнах не отлагались. Особенности развития системы рифы-эвапориты необходимо учитывать при оценке перспективности барьерных рифовых массивов на полезные ископаемые, в частности сульфиды Pb, Zn и других элементов.
Фактический материал по галогенным формациям и рифогенным комплексам различных структурно-тектонических зон, имеющим очень широкий стратиграфический диапазон (кембрий-квартер), несомненно свидетельствует об их латеральной сопряженности. Вместе с тем, взгляды исследователей на систему рифы-эвапориты в части их генетической взаимосвязи и синхронизации существенно разнятся, а во многом эта система остается неизученной.
В соответствии с классической концепцией фанерозойское соленакопление происходило в солеродных бассейнах, имеющих затрудненную связь с открытым морем (континентальный гало-генез нами не рассматривается) и находящихся в аридном климате. Наиболее благоприятной для эвапоритовых процессов является биогермная перемычка, выполняющая роль бара между этими водоемами [Седлецкий и др., 1977], причем формирование рифовых баров и галогенных толщ во времени должно подчиняться определенным закономерностям.
По представлениям В.И. Седлецкого с соавторами, галогенные толщи фациально замещают рифогенный комплекс ".. .в пределах узкой полосы, включающей промежуточные члены фаци-ального ряда рифовое ядро-соль" [Седлецкий и др., 1977, с. 8]. Биогермообразование рассматривается как один из важных факторов, обеспечивающих необходимые условия для развития га-логенеза на всех его стадиях. При отрицательных движениях морского дна рифовый комплекс способен к быстрому вертикальному росту, при воз-дымании субстрата биогермные образования могут оказаться в зоне гидродинамической активности, где они подвергаются разрушению. По
В.И. Седлецкому с соавторами ".особенности механизма биогермообразования делают этот процесс компенсационным по отношению к тектоническим факторам, что в свою очередь приводит к стабилизации гидродинамического режима в бассейне галогенной седиментации, контролируемом формирующимися рифогенными толщами" [Седлецкий и др., 1977, с. 9]. Таким образом, биологическая баровая перемычка между открытым морем и солеродным бассейном, автоматически регулирует приток морской воды в данный бассейн. Это показано для всех типов солеродных бассейнов, выделенных по ландшафтно-тектони-ческим признакам, которые питаются океанической водой и находятся в аридном климате [Страхов, 1962]. Динамику процесса рифообразование-соленакопление В.И. Седлецкий с соавторами [1977] детально не рассматривали.
Латеральная сопряженность галогенного и ри-фогенного комплексов признается некоторыми сторонниками эндогенной концепции формирования соляных толщ, причем фациальная сопряженность между ними ".прослеживается по всему ряду морских обстановок и отсутствует вне этого ряда." [Беленицкая и др., 1990, с. 279]. Однако, анализируя пространственно-временные взаимоотношения этих комплексов, сделан вывод, в соответствии с представлениями М.М. Гра-чевского [Грачевский и др., 1969], ".о преобладающей их асинхронности везде, где предполагается единый бассейн седиментации, и о последовательном чередовании этапов рифо- и галогенеза, каждый из которых связан с паузой в развитии другого" [Беленицкая и др., 1990, с. 281-282]. Рифоген-ные и галогенные образования приурочены к единым седиментационным циклам, при этом ри-фогенные - к нижнему члену цикла, галогенные -
к верхнему. Совпадение во времени галогенеза и рифогенеза отмечено в Сибирском бассейне кем-
брия-раннего ордовика1, Предкавказском бассейне поздней юры, но с оговоркой, что "...синхронизация фаз гало- и рифогенеза требует дополнительного обоснования" [Беленицкая и др., 1990, с. 282].
По В.Г. Кузнецову [1972, 1978], характер взаимоотношения солей и рифов (принадлежность последних к барьерным, выполняющим роль ба-ровой перемычки, не указывается) зависит от типа соленосной толщи. При однородном моноциклическом строении соленосной толщи она моложе рифов. При наличии мощных рифов и полициклическом развитии бассейна, т.е. возникновении полициклических соленосных толщ, соотношение рифов с вмещающими породами более сложное. "В период накопления карбонатных или глинисто-карбонатных осадков в краевых частях бассейна или на отдельных локально приподнятых участках могут формироваться рифы. Периодические повышения солености распространяются на весь водоем, вызывают соленакоп-ление и ведут к кратковременным приостановкам рифообразования, а в следующий этап карбона-тонакопления вновь возобновляется рост рифа. При этом в теле рифа отмечаются следы перерыва, соответствующие периодам соленакопления в окружающих депрессиях" [Кузнецов, 1978, с. 236]. Автор считает, что полициклическая соленосная толща может полностью или частично соответствовать рифам.
В данных представлениях необходимо отметить два важных обстоятельства. Во-первых, обращено внимание на следы перерывов в теле рифа, причем периодические приостановки в развитии рифов могут быть зафиксированы и ангидритовыми пластами. "В этих случаях карбонатные породы рифов образовались не одновременно с эвапоритами межрифовых пространств, однако целиком рифовый массив стратиграфически им одновозрастен" [Кузнецов, 1978, с. 236-237]. Во-вторых, перерыв в рифообразовании автором объясняется не приостановкой роста рифов по достижении их гребнем минимальных глубин и достаточно длительном нахождении на этом уровне, а осолонением воды бассейна.
Мы признаем (в случае экзогенного развития галогенеза) решающее значение барьерных рифов как регулятора поступления морской воды в солеродный бассейн. Учитывая возможные обстановки и скорости рифообразования, особенности строения разрезов галогенных толщ и скорости соленакопления, следует отметить значительную сложность в реализации взаимообусловленного
1 В геологической литературе этот бассейн обычно называют Восточно-Сибирским, возраст его принимается как нижний-средний кембрий [Высоцкий и др., 1988 и др.].
процесса рифообразование-соленакопление во времени. Цель настоящей работы состоит в попытке определить и сопоставить продолжительность формирования каждого из элементов латеральной парагенетической системы рифы-эвапориты на примере Восточно-Сибирского и Предкавказского солеродных бассейнов. Предварительно остановимся на некоторых аспектах роста рифов и соленакопления.
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И СПЕЦИФИКА РОСТА РИФОВ
Современные рифостроители (кораллы, водоросли и другие, автотрофные известь выделяющие организмы) развиваются в морской воде нормальной солености со среднегодовой температурой + 20°С, содержащей небольшое количество взвешенных частиц и обилие питательных веществ. Опреснение или осолонение воды, высокое содержание взвеси губительны для кораллов. Рифы могут развиваться на любом субстрате и на любом участке моря (океана), если глубина его не превышает 20-40 м. Самыми благоприятными для расцвета рифообразующих кораллов и гидроидов являются глубины 5-10 м. Важнейшим фактором их продолжительного роста признан тектонический.
Скорости роста современных рифостроителей весьма различны и колеблются от 0.7-08 см/год до 20.0 см/год, средняя величина роста - 2.5 см/год [Наливкин, 1955]. В фанерозое, поскольку состав рифостроителей во времени изменялся [Кузнецов, 1983, 2000], условия их обитания могли отличаться от современных, а скорость извлечения карбонатного материала и роста рифов, возможно, были иными.
Положение рифа на оптимальной для его развития (т.е. роста) глубине определяется тектоническими подвижками, а также, по В.Г. Кузнецову [1978], и эвстатическими колебаниями уровня бассейна седиментации. Учет этих факторов имеет решающее значение при определении скорости вертикального роста рифогенных массивов. Основные варианты поведения системы тектонические подвижки-рифообразование сводятся к следующему [Наливкин, 1955; Задорожная и др., 1982; Байков, 2002].
Субстрат рифа постепенно опускается со скоростью, равной скорости роста рифообразовате-лей. Это наиболее оптимальный вариант, при котором рифогенный массив наращивается в вертикальном направлении и с максимальной скоростью.
Субстрат рифа постепенно опускается, но со скоростью, меньшей скорости роста рифообразо-вателей. Вертикальный рост рифа происходит в замедленном режиме, так как возможности ри-
фостроителей полностью не реализуются. Одновременно с этим рифовый массив наращивается по горизонтали. Возможен частичный размыв вертикальных каркасных структур. Н.М. Задо-рожная [1975] считает, что в данном случае образуются рифогенные тела преимущественно лин-зовидной формы, вытянутые по горизонтали (горизонтальный размер их больше вертикального).
Субстрат рифа испытывает сложные многократные пульсации (чередование опусканий с оптимальной для роста рифостроителей скоростью и остановок движения). Периоды максимально возможного вертикального роста каркаса сменяются его развитием в горизонтальной плоскости и даже частичным размывом рифогенного массива. Результат подобного рода пульсаций - формирование рифа елкоподобной формы, столь характерной для очень многих рифов, морфология которых хорошо изучена. Вычленить время только вертикального роста рифов из общего времени их развития пока не представляется возможным.
Субстрат рифа опускается со скоростью, превышающей компенсационный рост рифостроителей. При погружении гребневой части рифа на глубину более 45 м организмы, строящие его
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.