ПАЛЕОКЛИМАТОЛОГИЯ

 

 

Карбонатные красноцветы и сероцветы. Пестроцветная каолинит-монтмориллонитовая формация

 

Наиболее показательными примерами экстрааридного типа карбонатных красноцветов являются красноцветные толщи мела и палеогена Аравийского полуострова, Ирана, южной части Средней Азии, Кашгарии, Гашунской Гоби и Алашаня, верхнетриасовые и верхнеюрские западных штатов США, верхнепермские и нижнетриасовые Западной Европы, Западного и Северного Китая, нижнедевонские Русской платформы и Западного Китая.

 

В умеренно сухой зоне аридной области красноцветы содержат меньше извести, а гипс проявляется только локально. Осадки становятся менее грубыми, при этом в обломочном материале уменьшается содержание неустойчивых минералов, улучшаются окатанность и сортировка обломочного материала и поднимается роль аллювиальных фаций, пролювиальные же отступают на второй план. Возрастает содержание глин в разрезе, в которых увеличивается количество каолинита. Растительные остатки здесь уже не являются редкостью, учащаются и находки позвоночных. В разрезах периферической зоны аридной области часты фации озер, питавшихся за счет ресурсов гумидной зоны. Их специфическими представителями являются пресноводные известняки и мергели, а также литифицированные сапропелевые илы («бумажные» сланцы.)

 

Примерами малокарбонатных красноцветов умеренно аридного типа могут служить верхнеюрские, меловые и палеогеновые красноцветы северной части Средней Азии и Приаралья, Казахстана и южных районов Западно-Сибирской низменности, Джунгарии и Монголии, Северного и Центрального Китая, а также верхнепермские и верхнетриасовые отложения Приуралья.

 

Карбонатно-сульфатная формация является климатическим аналогом карбонатных красноцветов; она формируется в обстановках морского мелководья и лагун, связь которых с морем систематически затруднялась. Сильное испарение в условиях аридного климата при трудностях выравнивания солевого режима в лагунном поясе часто приводило к повышению концентрации солей в морских водах и к их осаждению. Поэтому в составе кар- бонатно-сульфатной формации наряду с нормальными известняками, мергелями и известковистыми глинами широкое распространение получили различные хемогенные осадки: доломиты, гипсы, соли, кремни, оолитовые известняки. Органогенные осадки представлены специфической фацией пелециподовых и пелециподо-гастроподовых ракушечников. В направлении к суше отложения карбонатно-сульфатной формации сменяются карбонатными красноцветами, а в сторону открытого моря — отложениями экстракарбонатной формации.

 

 

Слабый приток континентальных вод и обломочного материала с аридизированной суши не препятствовал развитию осадков карбонатно-сульфатной формации, в том числе известняков и доломитов, в непосредственном соседстве с берегом.

 

Эпохи интенсивного карбонатно-сульфатного осадконакопления совпадают с фазами сильной аридизации климата и регрессией в областях эпиконтинен- тального мелководья. Огромных масштабов накопление осадков карбонатно- сульфатной формации достигало в палеоцене и эоцене Средней и Передней Азии, в раннем миоцене Южной и Средней Европы и Передней Азии, в поздней юре и раннем мелу Средней и Передней Азии, в позднем триасе Сычуаня, Гуйч- жоу и Тибета, в ранней перми и девоне Русской платформы, поздней Перми Северо-Германской впадины. В мезо-кайнозое основной областью образования этой формации на территории Евразии явились европейский и ближневосточный участки Тетиса.

 

Экстракарбонатная формация характеризует аридную область тропиков в палеогеографических обсгановках открытого моря, эпи- континентального и отчасти островного геосинклинального. Ее отличает максимальная концентрация карбонатного материала с преобладанием известняков над всеми другими осадками. Особенно велико содержание различных органогенных известняков: фораминиферовых, брахиоподовых, водорослевых, мшан- ковых, коралловых; згой формации принадлежат и самые крупные скопления рифов.

 

О тропических условиях накопления карбонатных красноцветов, как и красноцветов вообще, свидетельствуют остатки фауны и флоры (пальмы, крупные рептилии, тапирообразные и др.), а также коррелятивные отношения крас- ноцветов с климатически эквивалентными отложениями карбонатно-суль- фатной и экстракарбонатной формаций, заключающими остатки тропических беспозвоночных (кораллы, крупные фораминиферы, брахиоподы, известковые водоросли и др.). Современное распространение красноцветов показывает, что массовое вьщеление в коре выветривания полуторных окислов железа, с которыми связана красноцветность осадков, прекращается при понижении среднегодовой температуры до 16° С и уменьшении среднегодовой суммы атмосферных осадков до 500 мм. Массовое же накопление в красноцвегах извести и гипса прекращается при увеличении годовой суммы осадков до 800—1000 мм, когда испарение и увлажнение приближаются к равновесию. Таким образом, выявляются климатические параметры образования карбонатных красноцветов: температурный режим — тропический, атмосферные осадки в пределах 500— 1000 мм/год. Современные аналоги карбонатных красноцветов развиваются в условиях ландшафтов опустыненной и сухой саванны.

 

Формации аридного субтропического и умеренного климатов. Рассмотрим еще две формации, которые являются показателями также аридного, но уже менее теплого климата.

 

Пестроцветная каолинит-монтмориллонитовая формация получила широкое распространение в позднем олигоцене и неогене Юго-Восточной Европы, Тургая, Казахстана, Джунгарии и Южной Монголии, где она пришла на смену формации полулатеритов в связи с похолоданием и континентализацией климата. Формацию слагают преимущественно монтмориллонитовые и каолинит-монтмориллонитовые глины и кварцевые пески, иногда с единичными прослоями известняков и конкреционных мергелей с друзами гипса. В пестроцветной формации по-прежнему обильны выделения полуторных окислов железа и окислов марганца (разных степеней гидратации), но уже не в таком количестве, как в латеритах и даже полулатеритах. Као- линит-монтмориллонитовой формации бывают подчинены линзы лигнитов, но встречаются они главным образом в той части ее ареала, которая граничит с гу- мидным поясом. Окраска пород пестрая: зеленая и красная; первая больше свойственна бассейновым фациям, вторая — русловым и элювиальным.

 

Органические остатки довольно часты и разнообразны. Они, как и фаци- альные типы осадков, среди которых доминируют аллювиальные и отчасти бассейновые, указывают на ландшафты семиаридного типа. В ареале распространения формации растительность имела субтропический облик и была представлена, во-первых, лесами речных долин с таксодиумом, буком, гикори, лапиной и ликвидамбаром и, во-вторых, ксерофильным редколесьем плакоров, в котором еще сохранялись лавры, мирты и фисташки. В плакорном редколесье обитали ксерофильные фауны индрикотерия (поздний олигоцен) и анхитерия (ранний — средний миоцен).

 

По характеру процессов выветривания, типу растительности и наземной фауне климат области накопления каолинит-монгмориллонитовой формации был близок к современному климату Восточного Средиземноморья (средняя температура января +2°С, среднеиюльская 25° С, годовая сумма осадков 600—800мм).

 

С переходом в субтропическую часть аридной области каолинит-монт- мориллонитовая формация сменяется более ксероморфной карбонатно-монтмо- риллонитовой формацией, в которой глины лишены каолинита, в песках присутствует значительная примесь неразложенных полевых шпатов, нет лигни- тов, уменьшается содержание гидроокислов железа и марганца и учащаются гипсоносные мергели.

 

Формация карбонатных сероцветов является бореальным аналогом формации карбонатных красноцветов, с которой она имеет много общих черт. Карбонатные сероцветы, как и карбонатные красноцветы, характеризуются преимущественным развитием грубого обломочного материала, его полимиктовым составом, плохой окатанностью и сортировкой, преобладанием пролювиальных и эоловых фаций, малым распространением глин и их гидрослюдисто-монтмориллонитовым составом, высоким содержанием извести, значительной гипсоносностью, а иногда и проявлениями континентального галогенеза с крупными залежами ангидрита, каменной соли и глауберита. Органические остатки в карбонатных сероиветах крайне редки и представлены сильно ксероморфными формами. Содержание гумуса, как и в карбонатных красноцветах, ничтожно.

 

Различия карбонатных сероцветов и красноцветов в основном связаны с термическим режимом областей их образования. Карбонатные сероцветы формируются в условиях сухого климата, где химическое выветривание ослаблена не только недостатком влаги, но и низкой температурой и уже не достигает стадии массового вьщеления свободных полуторных окислов железа, которые являются пигментом красноцветов. Осадки в бореальном типе аридного климата приобретают окраску, в значительной степени определяемую цветом исходных пород: пеструю в грубообломочных разностях и усредненную серую и палевую в песчаниках и глинах.

 

Формация карбонатных сероцветов получила распространение в плиоцене и плейстоцене Средней и Центральной Азии. Накоплению этих отложений благоприятствуют ландшафт сухой степи и пустыни. „ Об этом свидетельствует, в частности, состав растительных остатков, обнаруживаемых в сероцветах плиоцена; они указывают на существование оазисных и тугайных группировок с участием листопадных пород растительности: тополей, ильмов, ив, лоха, дзелковы, клена, дуба.

 

 

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

 

Смотрите также:

 

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