ПАЛЕОКЛИМАТОЛОГИЯ

 

 

Известняки в осадках океанов. Осаждение кальциевых карбонатов из морских вод

 

Н. М. Страхов и П. Д. Траск показали, что в осадках современных океанов высокие концентрации карбоната кальция приурочены к низким широтам, т. е. к областям с теплым климатом, и отсутствуют в высоких широтах, т. е. в областях с низкой температурой воды ( 4). Накопление карбоната кальция в морях тропической и субтропической областей связано с тем, что теплые воды содержат мало углекислого газа, способствующего растворению извести, поэтому она часто достигает пересыщения с выпадением избытка в осадок.

 

Н. М. Страхов и П. Д. Траск считают, что в минувшие геологические эпохи накопление извести, как и ныне, происходило в теплых морях, и поэтому карбонатные отложения могут рассматриваться как зональные осадки тропиков и субтропиков. В особенности это относится к условиям морского мелководья, где прогретый и пересыщенный известью слой воды касается дна.

 

 В глубоком тропическом море интенсивность накопления карбонатов ослабевает: известь, осаждающаяся из верхнего пересыщенного слоя (200 м) и попадающая в нижнюю недосыщенную толщу воды, частично растворяется вновь. В теплых морях все осадки, даже терригенные, накапливающиеся в тектонически подвижных областях, содержат много извести. Примером могут служить флишевые толщи различных областей Тетиса, включающие постоянную примесь карбонатного материала.

 

Кроме температуры, влияние которой на осаждение кальциевых карбонатов из морских вод является решающим, существенное влияние на развитие этого процесса оказывают также степень испарения, интенсивность освещения и размеры опресняющего континентального стока.

 

Сильное испарение, повышающее общую соленость морских вод, и сильное освещение, повышающее активность известьдобывающих организмов, увеличивает садку карбоната кальция, тогда как континентальный сток, разбавляющий морские воды, понижает растворимость извести и ослабляет процесс карбонатной седиментации.

 

Поэтому в аридной области накопление извести происходит интенсивнее, чем в области влажного тропического климата с его несколько пониженной температурой, мощной облачностью, уменьшающей освещение, и обильным речным стоком.

 

 

Зона карбонатного осадконакопления в аридном и гумидном климатах располагается на разных расстояниях от материка.

 

По степени насыщенности морских осадков карбонатным материалом и по господствующим фациальным типам различаются следующие карбонатные формации.

1.         Экстрааридная, формировавшаяся в условиях аридного тропического климата. Ее отличают максимальная концентрация карбонатных пород, преобладающих над другими осадками, обилие органогенных, в частности рифовых, и хемогенных, особенно оолитовых, известняков. Пример — отложения триаса, верхней юры, баррема — апта, верхнего мела и палеогена западной части Тетиса (его европейская и ближневосточная части).

2.         Высококарбонатная, накапливавшаяся во внеаридных областях тропического пояса. Этой формации, в отличие от предыдущей, свойствен несколько меньший коэффициент карбонатности разреза, повышенная роль пелитоморф- ных известняков, относительная редкость рифогенных известняков и подчиненное значение хемогенных. Ослабление карбонатного осадконакопления в морях влажных тропиков связано с разбавлением их вод континентальным стоком и с поступлением огромных масс обломочного материала, в результате чего карбонаты кальция в больших количествах захватываются глинами и песками и накапливаются в виде смешанных карбонатно-терригенных осадков: известковых глин, мергелей, известковистых песчаников. Пример — мезозойские и кайнозойские толщи морских осадков Юго-Восточной Азии.

3.         Умеренно карбонатная, проявляющаяся в областях субтропического климата. Эта формация содержит мало чистых известняков; ей больше свойственны смешанные карбонатно-терригенные осадки. В ее зоогенной фации совсем нет коралловых, водорослевых, брахиоподовых и фораминиферовых известняков, хотя широко распространены пелециподовые и гастроподовые ракушечники. Примером могут служить толщи морских осадков мезозоя и палеогена Северо-Западной, Средней и Юго-Восточной Европы.

4.         Малокарбонатная, отвечающая субтропическому климату, переходному к умеренному. В ней карбонатный материал содержится в незначительном количестве в виде единичных прослоев известняков и главным образом в виде известняковых и мергельных конкреций, приуроченных к отдельным стратиграфическим горизонтам. Пример — морские отложения юры и мела Северо- Восточной Азии, плиоцена юга Русской платформы и Закаспия.

5.         Бескарбонатная, формирующаяся в условиях умеренного климата. Эта формация лишена карбонатного материала или содержит его в ничтожном количестве как примеси в цементе песчаников и в глинах, причем этот материал преимущественно терригенного происхождения. Пример — морские кайнозойские отложения Северо-Восточной Евразии.

 

Климатическое значение имеет и фациальный тип карбонатных осадков. В направлении к аридной области уменьшается значение обломочных известняков и поднимается роль хемогенных, в частности оолитовых.

 

При оценке климатических условий прошлого может использоваться и минералогический состав карбоната кальция в ископаемых остатках. Геохимические исследования скелетных частей современных беспозвоночных выявили закономерное увеличение числа и общего количества организмов, имеющих арагонитовый и смешанный арагонит-кальцитовый скелета, по мере перехода от субтропиков к тропическому поясу, а в пределах последнего — от областей муссонного климата к аридным. Отмечено также расширение с течением геологического времени групп беспозвоночных, обладающих арагонитовым скелетом. В частности, палеозойские кораллы имели кальцитовый скелет, а араго- нитовый появился только у их кайнозойских представителей [Teichert, 1964].

 

 

К содержанию: В.М. Синицын «Введение в палеоклиматологию»

 

Смотрите также:

 

Науки о Земле    Древние климаты   Климат в неолите   Палеоокеанология    Оледенение и Жизнь