Библиотека ДИССЕРТАЦИЙ
Главная страница Каталог

Новые диссертации Авторефераты
Книги
Статьи
О сайте
Авторские права
О защите
Для авторов
Бюллетень ВАК
Аспирантам
Новости
Поиск
Объявления
Конференции
Полезные ссылки

Введите слово для поиска

Старовойтов Анатолий Васильевич.
Структура плиоцен-четвертичных отложений и гравитационные процессы на континентальном склоне и подножии в Черном море

Московский госдарственный университет

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра динамической геологии

Специальность 04.00.01 - общая и региональная геология

Диссертация
на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научные руководители:
доктор физико-математических наук, профессор А.В,Калинин
кандидат геолого-минералогических наук, доцент П,Н.Куприн

Москва 1985 г.

Содержание диссертации
Структура плиоцен-четвертичных отложений и гравитационные процессы на континентальном склоне и подножии в Черном море

Введение

Глава I. Соплеменные представления о структуре осадочного чехла на континентальном склоне и подножии
§ 1.1. Краткий очерк истории изучения склоновых отложений в древних осадочных бассейнах
§ 1.2. Изучение структуры осадочного чехла на континентальном склоне и его подножии в современных осадочных бассейнах
§ 1.3. Основные типы гравитационных структур

Глава 2. Аппаратура, методика и некоторые вопросы интерпретации данных сейсмоакустического профилирования на континентальном склоне и подножии

Глава 3. Строение плейстоцен - голоценовых отложений континентального склона и его подножия в Крымком секторе
§ 3.1. Основные черты рельеф континентальной окраины к югу от Крыма
§ 3.2. Сопоставление данных сейсмопрофилирования с разрезом скв. DSDP 379А
§ 3.3. Нижнеплейстоценовые отложения
§ 3.4. Нижнеплейстоценовые-среднеплейстоценовые отложения
§ 3.5. Среднеплейстоценовые-голоценовые отложения

Глава 4. Строение неоген - четвертичных отложений континентального склона и его подножия в Болгарском секторе
§ 4.1. Основные черты рельефа континентальной окраины в Болгарском секторе
§4.2. Стратиграфическое расчленение сейсмоакустических разрезов в Болгарском секторе
§4.3. Верхнемиоценовые-эоплейстоценовые отложения
§4.4. Нижнеплейстоценовые-среднеплейстоценовые отложения
§4.5. Среднеплейстоценовые-голоценовые отложения

Глава 5. Формирование структуры плиоцен-четвертичных отложении на континентальном склоне и подножии
§ 5.1. Основные черты структуры плиоцен-четвертичных отложений шельфа и ложа в Болгарском и Крымском секторах
§ 5.2. Основные этапы формирования структуры верхней части осадочного чехла на континентальном склоне и подножии
§ 5.3. Влияние колебаний уровня моря и тектоники на формирование структуры плиоцен-четвертичных отложений

Заключение
Литература

Глава I. Современные представления о структуре осадочного чехла на континентальном склоне и подножии

Начало изучения осадочного чехла на континентальных окраинах связано с расширением комплексных геолого-геофизических исследований на акваториях и внедрением различных сейсмических методов в практику морских работ. Наиболее значительные результаты достигнуты за последние два десятилетия. Одним из направлений данных исследований является детальное изучение строения осадочного чехла на континентальном склоне и его подножии, связанное с экономическим освоением этих обширных зон Мирового океана. В этой главе рассматриваются работы, посвященные преимущественно гравитационным структурам. Их изучение проводилось сначала на суше, поэтому, прежде чем перейти к анализу работ по склонам современных осадочных бассейнов, необходимо кратко остановиться на основных результатах аналогичных исследований на континентах.

§ I.I. Краткий очерк истории изучения склоновых отложений в древних осадочных бассейнах

Изучение структуры осадочного чехла на континентальных склонах древних бассейнов вызывает большие затруднения и зависит как от степени обнаженности в каждом конкретном регионе, так и от интенсивности последующих тектонических переработок. Тем не менее, значительная информация о морфологии, структуре и процессах осадконакопления на склонах древних бассейнов накоплена исследователями, занимающимися своеобразными комплексами пород, представленными толщами с хаотическим внутренним строением. Эти образования широко известны во многих складчатых областях мира и встречаются на разных стратиграфических уровнях. Их изучение ведется с конца прошлого века и значительный вклад в геологию этих хаотически построенных толщ внесли советские исследователи (Белостоцкий, 1970; Леонов, 1975, 1978, I98I; Лукьянов и др., 1975; Щерба, 1978, 1983).

Не рассматривая особенностей строения конкретных регионов, что уже сделано в ряде обобщающих работ (см. библиографию у М.Г, Леонова, I98I), остановимся на вопросах морфологии, внутреннего строения, соотношения с нлещающими породами и структурной приуроченности хаотически построенных комплексов (собственно олистостромов или р ниикститов, по М.Г. Леонову), т.е. на тех особенностях, которые достаточно уверенно определяются по сейсмическим даннш. Иными словами, ниже будут рассмотрены основные черты строения хаотических толщ, в которых формирование кластики и ее перемещение осуществлялось обвально-оползневыми процессами, а тектонический фактор или отсутствовал или его влияние было косвенным.

Форма и размер. Олистостромовые толщи имеют в разрезе обычно линзовидную форму, иногда залегают в виде отдельных горизонтов и пластов, вытянутых по простиранию вмещающих толщ на расстояние в десятки и сотни километров (Микуленко, 1967; Белостоцкий, 1970; Леонов, I98I). Кровля и подошва в последнем случае более или менее параллельны. Мощность меняется в широких пределах и может достигать I км и более (Григорьев, Семихатов, 1958; Леонов, 1975). Площадь линз и пластов олистостромов в некоторых случаях составляет десятки и сотни квадратных километров. Объемы отдельных олистостромов также весьма разнообразны - от нескольких кубических метров до сотен кубических километров.

В плане длинные оси линз вытянуты вдоль или поперек палео-склонов. Редко встречаются овальная и конусообразная формы олистостромов (Леонов, 1981).

Внутреннее строение. Характерной особенностью олистостромов является их сложное внутреннее строение. Практически всегда можно выделить основнув массу (матрикс) и включения. Соотношения между обломками и матриксом резко меняются как в различных горизонтах, так и внутри отдельных толщ. Так, в нижнемеловых горизонтах с включениями в раховской свите Восточных Карпат обломки имеют размеры от I см до сотен метров в поперечнике и распространены крайне неравномерно (Вызова, 1965). В некоторых случаях олистостромы представлены преимущественно так называемыми экзотическими глыбами, достигающими десятков и сотен метров по длинной оси (Гроссгейм, 1948; Мамедов, 1968).

Изучение внутреннего строения хаотических комплексов позволило выделить ряд структур по степени дислоцированности, образование связывается с различными станциями движения осадков. В начальной стадии наблюдаются складки как петельчатой формы, так и асимметричные, которые затем усложняются. Происходит будинирование, появляются следы пластического течения, отмечается разрыв слоев более компетентных пород, появляются матрикс и включения. На заключительных стадиях слоистая структура полностью нарушается, и перемещение осадков происходит в виде потоков обломочного материала на значительные расстояния (Размахнин, I96I; Микуленко, 1967; Леонов, I98I; Тихомиров, Хаин,1947). При наличии двух составляющих в олистостромах матрикс всегда представлен тонкозернистым материалом, причем состав обломков в этом случае большей частью соответствует составу матрикса. Отличительной особенностью основной массы является отсутствие слоистости и внутренней стратификации (Кульчицкий, 1977; Леонов, 1978).

Этот признак имеет большое значение при идентификации олистостромовых тел на сейсмограммах. Таким образом, рассматривая в целом внутреннее строение р ЧЙИКСТИТОВ, следует еще раз подчеркнуть хаотическое, беспорядочное скопление обломков, глыб и пластин среди основной тонкозернистой массы.

Взаимоотношения олистостромов с вмещающими отложениями. Региональное изучение олистостромовых тел показало, что они могут встречаться среди пород различного состава, но наибольшим распространением пользуются среди фпишевых отложений (Вассоевич, 1948, I95I; Хворова, 1958; Смирнов, 1975; Леонов, 1975). Олистостромы могут быть представлены как отдельными телагли разнообразной формы, залегающими среди слоистых осадочных или вулканогенно-осадочных отложений, так и в виде прослоев и линз, разделенных вмещащими толщами или залегающих в непосредственной близости друг от друга.

Как уже упоминалось, в некоторых районах мощность отложений с хаотическим внутренним строением достигает сотен метров и тогда они могут преобладать над вмещающими породами. Нижние границы олистостромов резкие, часто наблюдается срезание, выпахивание, налегание на разновозрастные отложения. Верхняя граница плоская или выпуклая, перекрывающие осадки либо согласно налегают на нее, либо подходят под углом (Леонов, I98I).

К.И. Микуленко в палеоценовых и эоценовых терригенно-карбонатных отложениях Дагестана выделил 9 оползневых горизонтов, Их мощность не превышает 15-20 м, и прослеживаются они на расстояния в десятки и сотни километров (Микуленко, 1967), Наряду с уже отмечавшимся ранее беспорядочным расположением включений (олистолитов), автор указывает на закономерную смену гравитационных образований по направлению регионального падения пород: включения пластовые и глыбовые включения мелкие складки сложные складки простые плойчатость. Особо следует отметить, что оползневые горизонты приурочены к определенным стратиграфическим уровням.

Структурное положение. Положение олистостромов в структуре складчатых областей разного возраста показывает, что для их образования необходимо наличие морфологически выраженного уступа или наклонной поверхности, В упоминавшихся работах показано, что олистостромовые толщи приурочены к бортам осадочных бассейнов, главным образом флишевых, а иногда располагаются и по нормали к длинной оси бассейнов. Практически всегда удается установить приподнятые зоны, откуда поступал грубообломочный материал.

Имеется ряд работ, в которых развитие олистостромов связывается с ростом антиклинальных складок. Так, М.М. Москвиным и М.А. Семихатовым (1956) установлено, что подводнооползневые нарушения в верхнемеловых и палеогеновых отложениях Дагестана "приурочены к периодам наиболее активного роста частных тектонических структурных форм". Выделено не менее восьми стратиграфических уровней с подобными нарушениями, что, по мнению авторов, свидетельствует о повторяемости периодов активного развития складок. З.А. Мишушшой (1950) изучались главным образом четвертичные отложения в зоне развития солянокупольных структур. Основной причиной развития структур подводного оползания автор считает неравномерное поднятие соляного штока и по запрокидыванию гребней складок по восстанию пластов предлагает определять направление движения.

Расстояния, на которые перемещался обломочный материал, оцениваются исследователями по-разному. В настоящее время можно утверждать, что, наряду со смещением на сотни метров и первые километры, отдельные осадочные потоки и оползневые массы перемещались на десятки километров.

Заканчивая краткое описание основных структурных особенностей олистостромов, необходимо отметить, что преобладающая часть этих отложений имеет четкую стратиграфическую приуроченность. При наличии нескольких обвально-оползневых горизонтов разделяющие их отложения обычно представлены ненарушенными слоистыми осадками, причем часто глубоководными. Таким образом, в осадочных бассейнах на фоне "нормального" осадконакопления, продолжающегося длительное время, в относительно короткие интервалы времени происходило накопление огромных масс кластического материала. Большинство исследователей связывают это с резким усилением тектонической активности (рост поднятий, увеличение скорости опускания впадин и прогибов, движение по разломам и т.д.), но роль тектонического фактора здесь различна.

В одних случаях происходит изменение угла наклона на склонах бассейнов или локальных структур, что и является спусковым механизмом для возникновения гравитационных процессов, в других - резкое усиление движений по разломам, которое может реализоваться в форме землетрясений. Следовательно, гравитационные микститы представляют собой комплексы ~ показатели вертикальных перемещений горных масс (Леонов, I98I).

Изучение рельефа континентальных окраин современных бассейнов показало, что, наряду с относительно ровными участками, в пределах континентального склона и континентального подножия выделяются гигантские подводные долины - каньоны и глубоководные конусы выноса. В этих своеобразных эрозионно-аккумулятивных системах (подводный каньон-глубоководный конус) процессы осадконакопления резко отличаются от рассмотренных выше. Более подробно строение осадочного чехла на таких участках будет рассмотрено ниже при описании современных материковых окраин, здесь же необходимо отметить, что фрагменты аналогичных структур известны практически во всех системах фанерозоя. Региональному описанию структуры осадочного чехла в палеоканьонах и древних глубоководных конусах посвящена обширная литература, поэтому остановимся лишь кратко на основных литологических и структурных особенностях рассматриваемых отложений.

Установленная длина палеоканьонов достигает нескольких десятков километров, ширина - сотни метров - первые километры. Русловое выполнение каньонов обычно представлено песчаниками, песчаниками с галечными прослоями, конгломератами, алевритистыми глинами. Количество обломков уменьшается по направлению предполагаемого сноса осадков, В песчаниках иногда отмечается слоистость. Прослои более грубого материала часто отделены друг от друга турбддитами, мощность которых может превышать сотни метров. Как видно, русловые фации могут быть представлены как осадками с хаотическим внутренним строением, так и слоистыми осадками. Первые, как правило, являются отложениями различного типа потоков (обломочных, грязевых и т.д.). В разрезе они обычно имеют линзовидную форму.

Фации склонов палеоканьонов представлены более тонкими осадками, часто без признаков слоистости и с многочисленными структурами оползания. Мощность их меняется от единиц до десятков метров.

У устьев каньонов обычно располагаются глубоководные конусы. В некоторых разрезах можно выделить полный набор фаций от верхнего до нижнего конуса. В этом же направлении отмечается постепенный переход к более тонким разностям. Русловые фации древних глубоководных конусов представлены конгломератами, песчаниками, брекчиями, галечниками. В песчаниках иногда наблюдается крупномасштабная косая, горизонтальная и градационная слоистость. Обломки пород, часто достигающие в размере первых метров, расположены хаотически. В разрезе указанные отложения имеют линзовидную форму, мощность не превышает первых десятков метров. В плане они представлены вытянутыми телами, вложенными в более тонкие отложения фаций межрусловых участков. В некоторых районах удается выделить фации подводных прирусловых валов, сложенные разнообразными песчаниками, часто с косой и мелкой волнистой слоистостью.

Периферические части верхнего конуса обычно сложены слоистыми песчаниками и более тонкими осадками. В среднем конусе наиболее грубые отложения представлены фациями наложенных конусов, которые в плане имеют овальную или конусовидную формы. В разрезе наложенные конусы образуют крупные линзы мощностью до нескольких десятков метров, которые при взаимоналожении формируют сложную слоисто-линзовидную структуру. Фации русел средненего конуса в основном песчаного состава, более грубые отложения встречаются реже. Аккумулятивные лопасти нижнего конуса сложены слоистыми, иногда тонкослоистыми мелкозернистыми песчаниками, алевролитами и глинами. Отложения конусных русел полностью отсутствуют.

Выделение различных частей древних глубоководных конусов сопряжено давке в хорошо обнаженных районах с большими трудностями. Одним из главных методов является выявление радиальной системы конусных долин и второстепенных русел (Чистяков, 1980).

Характер осадконакопления в системе каньон-глубоководный конус сильно зависит от колебаний уровня моря. В периоды регрессий резко активизируются все процессы перемещения осадков, в то время как в трансгрессивные стадии преобладает пелагическое осадконакопление.

В последние годы проводятся также целенаправленные детальные работы по изучению микроструктуры осадочного чехла на древних континентальных склонах, Так, на континентальном склоне, который существовал в Центральной Неваде в позднем кембрии и раннем ордовике, склоновые отложения на 50$ представлены оползнями, потоками обломков и турбидитами (Cook, 1979), Оползни с вращением мощностью до 10 м и шириной в сотни метров приурочены в основном к верхней части склона. В основании оползней и в кровле, которая имеет волнистую форму, наблюдаются зеркала скольжения, конгломераты. В многочисленных каналах глубиной до 10 м и шириной в первые сотни метров представлены песчаниками, конгломератами. Часто встречаются обломки мелководных известняков, хаотически разбросанные в более тонкой основной массе. Образование этих отложений связывается с деятельностью потоков обломков (debris flow).

В нижней части склона многочисленны оползни и потоки, однако их мощность и размеры значительно меньше.

Приведенные в указанных работах данные свидетельствуют о недооценке роли оползневого фактора при формировании осадочного чехла на современных континентальных окраинах. Одной из причин кажущейся гладкости поверхности склона и отражающих границ в толще пород является ограниченная разрешающая способность аппаратуры как по вертикали, так и по латерали (Калинин и др., 1983; Cook, 1979).

Заканчивая краткий обзор работ, в которых рассматриваются различные аспекты структуры осадочного покрова на древних континентальных склонах и континентальных подножиях, необходимо отметить следующее. Так, представляется крайне важным вывод о связи эпох усиления тектонической активности и периодов образования олистостромовых толщ, причем тектонический фактор играет косвенную роль. Отмечается большое значение колебаний уровня морского бассейна для процессов осадконакопления, а следовательно, и формирования структуры отложений в системе каньон-глубоководный конус. И наконец, многие данные свидетельствуют о значительной роли обвально-оползневых процессов при формировании осадочного чехла на континентальных окраинах.

Запрос на полный текст диссертации присылайте на адрес kulseg@mail.ru

Биология
Ветерин ария
География
Искусствоведение
История
Культурология
Медицина
Педагогика
Политика
Психология
Сельхоз
Социология
Техника
Физ-мат
Филология
Философия
Химия
Экономика
Юриспруденция

Подписаться на новости библиотеки

Пишите нам
X