Фации шельфа

Фациальный анализ был и остается одним из основных методов познания в отечественной геологии. О реализации этого метода в современной морской геологии свидетельствуют как региональные монографии по фациям современных осадков, например Японского моря (Лихт и др., 1983), Охотского моря (Астахов, 1986), так и глобального уровня - книга И.О. Мурдмаа "Фации океанов" (1989). Однако, во всех этих обобщениях рассматриваются фации морей и океанов в целом, причем преимущественно пелагической зоны ложа океана. Фациям же собственно прибрежно-шельфовой зоны уделяется крайне мало внимания, и описываются они в самых общих чертах. Исключением в этом смысле могут быть, пожалуй, лишь работы Ю.Д. Маркова по шельфу Южного Приморья (1983). В недавно вышедшей на русском языке двухтомной монографии Х.Рединга с соавторами (1990) "Обстановки осадконакопления н фации" фации шельфа также рассматриваются в большом ряду других, в том числе континентальных фаций.

Между тем, фации шельфа безусловно заслуживают специального и отдельного рассмотрения, по крайней мере, по двум основным причинам. Во-первых, шельф представляет собой область накопления наиболее разнообразных фаций морских осадков; а во-вторых, осадочные образования именно данной зоны дна шире всего представлены среди отложений морского генезиса в ископаемом состоянии. По мере сил восполнить этот пробел и было целью авторов.

При этом ставилась задача рассмотреть основные фациальные типы отложений современных шельфов, сначала осушенных, а затем, затопленных в конце плейстоцена и в голоцене в результате последнего глобального регрессивно-трансгрессивного цикла Мирового океана. С историко-геологической точки зрения, таким образом, в работе рассматриваются фации шельфа, сформировавшиеся, главным образом в условиях, близких к современным, в основном, в голоцене, то есть практически в пределах одного стратиграфического горизонта.

Авторы рассматривают понятие "шельф" как морфологическое, а именно такое, которое подразумевает под этим термином часть поверхности континентальной окраины, занимающей в ее пределах наиболее высокое гипсометрическое положение и простирающееся от бровки шельфа (перегиба к континентальному склону) до современной прибрежной зоны включительно.

Известно, что до сих пор, как и в прошлом, среди литологов нет единого мнения о толковании этого термина. Так, Р.И. Голоудин (1991) зафиксировал наличие в литературе более 100 дефиниций понятия фация. За рубежом распространено использование понятие "фация" как термина свободного пользования вплоть до выделения, например, "электрофаций", возникающих в результате получения различных характеристик разных пород при электрокарротаже скважин (Bulling, Вгеуег; 1989). Практически привился термин "сейсмофация" по отношению к различным видам записи на сейсмоакустических профилях, отражающих физические свойства разных пород. Авторы же, придерживаясь элементарных соображений здравого смысла, поддерживают то представление о фации, которое близко к классическому. Мы руководствуемся при этом соображениями о том, что в современной литологии, седиментрлогии и палеогеографии термин фация имеет реальное значение и смысл только тогда, когда он сохраняет свое дуалистическое содержание, то есть в нем должны быть соединены представления об осадке-породе и, одновременно, об условиях-обстановках их образования. То есть, определяя и называя какую-либо фацию, мы, с нашей точки зрения, обязательно должны указывать прежде всего название осадка-породы, сопровождая в то же время это название термином, обозначающим условия образования. Так, по-нашему мнению, типичными примерами определения фаций будут: пески аллювиальные, пески пляжевые волно-прибойной зоны и т.п. Таким образом, в качестве фации в нашей работе будут, рассматриваться голоцено-вые отложения шельфа, слагающие аккумулятивные формы (геологические тела) определенного состава и генезиса.

Осадконакопления на шельфе являются одним из ярких примеров реализации в природе широтно-эональной (климатической) модели океанского литогенеза (Павлидис, 1992). Однако, в последнее время, особенно за рубежом, а также и в отечественной морской геологии большое внимание уделяется роли динамических условий в осадконакопле-нии морей и океанов (Sedimentary Dynamics, 1981; Чистяков, Щербаков, 1989; Свальное, 1991; Лисицын, 1974), что обусловлено резким скачком наших знаний об динамических процессах и условиях в Мировом океане. Наметилась даже тенденция качественно определить суммарное энергетическое воздействие динамических факторов среды на дно. Ряд зарубежных авторов прямо подразделяет шельфы на высоко- и низкоэнергетические (Селли, 1981). С такими представлениями смыкается и развиваемое в инженерной геологии и геоморфологии понятие об энергии рельефа как о заложенных в этом рельефе возможностях для протекания тех или иных экзогенных процессов той или иной интенсивности. Эта потенциальная энергия рельефа в гравитационном поле Земли реализуется в работе геологического процесса по транзиту минерального материала (Монстырная, 1987). Энергетический баланс среды при этом складывается из механической энергии геологических процессов, увеличивающих потенциальную энергию территории (приходная часть, идущая, например, от тектонических процессов), и механической энергии процессов, понижающих ее уровень (расходная часть, обеспечиваемая экзогенными процессами).

Суммарный энергетический потенциал среды осадконакипления складывается из суммы потоков энергии, поступающей в данную точку или участок земной поверхности в результате непрерывного или периодически повторяющегося действия того или иного динамического процесса (Айнемер, Коншин; 1963). Учитывая большое значение, которое имеют динамические условия седиментации для формирования осадков шельфа, а также недостаточную пока разработанность основных вопросов динамической седиментологии шельфа, авторы обращают на это особенное внимание, что нашло свое отражение и в структуре работы. В соответствии с этим, описанию фаций, формирующихся в обстанов-ках, в которых главным фактором седиментации является динамика среды накопления, посвящена вторая глава работы, в которой рассматриваются фации отложений, накапливающихся в обстановках, где главным агентом седиментации являются активные гидродинамические процессы, происходящие в толще надшельфовых вод. Используя термин, бытующий сейчас в зарубежной литературе, такие обстановки можно условно назвать высокознергетическими. С этой точки зрения естественно выделяются два основных типа гидрогенных, как мы их называем, обстановок: волнового поля, охватывающего прибрежную зону волновой аккумуляции, и поля течений, занимающего в основном области среднего и внешнего шельфа. Это и находит отражение в структуре главы.

В главе третьей рассматривается в соответствии с подходом авторов к проблеме принципиально иной тип фаций, формирование которых определяется гравитационными процессами седиментации. Для шельфа здесь на первый план выходят обстановки и фации, которые, если сравнивать их с гидрогенными, можно назвать низкоэнергетическими. Речь идет о том типе фаций, в образовании которых основную роль играет процесс осаждения взвеси малой плотности "частица за частицей" под действием силы тяжести, то есть процесс, который авторы называют нефелоседиментацие^ (термин нефелоид мы считаем наиболее подходящим для обозначении слова "взвесь"). Эти обстановки и соответствующие фации могут охватывать все пространство шельфа за пределами зоны волнового поля и, поэтому, распространены исключительно широко. Гравитационные процессы и фации высокоэнергетической седиментации (оползни, обвалы и высокоплотностные потоки вещества), вообще говоря, не характерны для шельфа и распространены строго локально и, главным образом, во внешней, краевой части шельфа. Им в данной главе поэтому и уделяется соответствующее внимание.

Шельф с его исключительным разнообразием обстановок седиментации и фаций отложений является также, как известно, областью формирования, условно говоря, "нединамических" обстановок осадконакопления и соответствующих фаций. Речь прежде всего идет о фациях, обязанным своим формированием, главным образом, жизнедеятельности организмов. Таким образом, имеются в виду фации, материал которых не только имеет первично биогенное происхождение, но и сам переход которого в осадок также является результатом жизнедеятельности организмов. Фации этого типа, названные нами биоседиментационными, контролируются преимущественно жизнедеятельностью бен-тосных организмов. Их характеристика приводится в четвертой главе.

Наконец, глава пятая, содержит описание еще одного типа "нединамических" фаций - тех, формирование которых определяется, главным образом, хемогенными процессами на поверхности дна и в верхнем активном слое современного осадка. Здесь будут рассмотрены не только вопросы, связанные с первичным генезисом осадочного вещества, но и условия формирования хемогенных отложений в процессе биохимического преобразования вещества в осадочном цикле.

Роль широтнозональных (климатических) факторов в формировании фации и распределении их по шельфу рассматривается в работе в пределах соответствующих глав. Общее положение о влиянии климатических, динамических и геолого-геоморфологических обстановок на формирование фаций отложений шельфа рассматриваются в первой главе, в которой авторы излагают также свои представления о теоретических основах фациального анализа. 

Помимо всего, что сказано выше о предлагаемой вниманию читателя работе в целом, авторы считают необходимым указать, что она не является справочным изданием и не претендует на исчерпывающее описание всех фации, встречающихся на современном шельфе океанов и морей. Основная цель данной книги - обосновать положение о том, что в прибрежной зоне и на шельфе существует не разнообразный набор отдельных фаций, а система фаций, которая позволяет их четко классифицировать. Именно эти вопросы в общей форме рассматриваются в одной из заключительных глав работы, которая завершается рассмотрением практических аспектов изучения фаций отложений шельфа.

В работе использованы многочисленные фондовые материалы Лаборатории шельфа Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, в том числе первичные материалы многих наблюдений в многочисленных экспедициях не только авторов монографии, но и целого ряда сотрудников Лаборатории, в первую очередь А.С. Ионина, НА. Айбулатова, B.C. Медведева и др., которым авторы выражают глубокую признательность.