Литоральная зона и типы осадков (Энциклопедия)

Термин «Л. з.» (от лат. litoralis — береговой, при­брежный) был введен Форбсом и Хэнли (1853). Л. з. — зона морского дна, осушающаяся во время отлива. С этим определением согласуются интерпретации Л. з. Туен-хофеля (1926, 1950), Кыонена (1950) и Уеллера (1960). Однако Грабо (1924), Хедгней и Свердруп (1957), Джон­сон и Флеминг (1942) понимают термин Л. з. шире, опре­деляя им зону от высшего уровня воды во время прилива до края материковой отмели. Они подразделяют эту зону на две подзоны, для которых применяют термины «верх­няя литораль» и «сублитораль». Термин «верхняя лито­раль» относится к волноприбойной полосе береговой от­мели, расположенной между уровнем воды в самый вы­сокий прилив и самый низкий отлив, термин «сублито­раль» — к полосе материковой отмели, расположенной между уровнем воды в самый низкий отлив и краем шельфа.

В соответствии с происходящими в океане процессами термин «Л. з.» может относиться к зоне морского дна, где донные осадки и организмы подвержены действию при­ливов и отливов, прибрежных течений, постоянных или периодических сгонно-нагонных явлений и волнового прибоя. Верхний предел распространения такой зоны будет превосходить величину прилива, нижний предел будет примерно на 5—10 м ниже уровня малой воды, с не­которыми колебаниями в зависимости от интенсивности волнения. Кроме вышеуказанных процессов, на форму аккумуляции осадков и плотность органической популя­ции в Л. з. оказывают влияние географическое положе­ние, климат и тип субстрата.

Ниже рассмотрены некоторые типы Л. з.: коралло­вые рифы, скалистые берега, песчаные берега и баровые заливы.

Коралловые рифы.

Высокая температура воды в тро­пических морях способствует усилению жизнедеятель­ности организмов и, следовательно, увеличению осажде­ния карбоната кальция, в результате чего на мелководье многих тропических морей образуются коралловые рифы. Рифы тропических морей можно определить как биогерму, в которой наиболее ярко выраженной компонентой яв­ляется герматипный коралл, что позволяет легко отли­чить Л. з. тропических морей от Л. з. других типов. Если организмы Л. з. попадают в условия, отличаю­щиеся от условий в Л. з., или же если изменяются усло­вия жизни в самих Л. з. (температура, соленость, интен­сивность перемешивания и адвекция течений), они быстро гибнут.

Исходя из вышеуказанных экологических пара­метров естественной среды, представляется возможным дать в общих чертах характеристику образования и роста коралловых рифов несмотря на то, что коралловые рифы Атлантического океана (Мексиканский зал.) и Тихого и Индийского океанов отличаются друг от друга. Уэллс (1957) указывал, что лучше всего коралловые рифы раз­виваются там, где средняя годовая температура воды примерно 23—25° С, ограничивая, таким образом, рифо­вые фации широтами 20° южнее и севернее экватора, за исключением районов, по которым проходят такие теп­лые меридиональные течения, как Гольфстрим и Куросио. Важными факторами, имеющими большое значение для образования коралловых рифов, являются свет (необ­ходим для поддержания фотосинтеза), кислород в окружаю­щих водах и осадки во взвешенном состоянии.

Последние две характеристики зависят от наличия течений в районе образования рифов. Течения способствуют непрерывному водообмену, который требуется для питания кораллов. Кроме того, течения несут в районы рифов планктон. Однако количество переносимого течениями суспензион­ного материала должно быть минимальным, чтобы не затруднять проникновение света.

В физиографическом отношении Уэллс выделил следующие элементы рельефа рифов (Индийский и Тихий океаны): 1) склон рифов — направлен в сторону моря, погружен на глубину примерно до 15 м, покрыт в основном обломочным материалом — обломками коралловых образований;
2) кромка рифов — содержит водорослевый край и коралловые образования;
3) подошва рифов — подвергается действию суточных приливов, а также дей­ ствию потоков, характеризующихся большими колебаниями рН, солености и содержания кислорода;
4) рифовые лагуны — развиваются там, где позволяют условия
5) склон лагуны — характеризуется смещающимися осадками и очень небольшим количеством коралловых обра­зований;
6) выступы коралловых рифов — развиваются в пределах лагуны, напоминают микроатоллы.

Рифы более глубоководной части Л. з. делятся на наветренные и подветренные (соответственно расположению). Подветренные рифы отличаются от наветренных тем, что имеют недостаточно развитый водорослевый край, более крутой склон, четко выраженные каналы и более мощные коралловые образования. Эти особенности — следствие защищенности от действия штормовых волн. Благодаря этим особенностям рост рифов здесь происходит беспрерывно, а разрушаются они крайне редко.

Коралловые рифы Мексиканского зал. и о-вов Флорида-Кис Багамской группы отличаются от индо-тихоокеанских рифов тем, что они имеют недостаточно развитые лагуны и водорослевый край. Кроме того, у рифов о-вов Флорида-Кис наиболее выраженные коралловые образования наблюдаются с мористой стороны рифов. Подобные коралловые образования характерны для рифов, расположение которых способствует возникновению турбулентных потоков, характеризующихся большим количестном осадочного материала во взвешенном состоянии и высокой соленостью вследствие интенсивного испарения в районах банок.

Осадки рифовых фаций имеют довольно одинаковый состав. Как установлено, основным их источником являются остатки организмов, живущих на мористой стороне рифов. Под действием волн коралловые образования разрушаются и создается обломочный материал — один из типов осадков рифовых фаций. В самой глубоководной части Л. з. могут находиться большие скопления из­вестняка — результат выветривания и абразии нависаю­щих уступов и испещренных (ячеистых) участков берегов, Во время шторма такие скопления известняка могут быть выброшены на рифовую отмель, где они создают островки причудливой формы.

Осадки рифовой отмели состоят из обломков кораллов, остатков водорослей и фораминифер (Homotrem, Carpentaria Calcarina spengleri, Marginopora, Amphiste). Осадки коралловых пляжей состоят в основном из фораминифер, причем процент их содержания увеличивается в сторону моря. В районах коралловых пляжей встречаются обломки Lithothamnion (вследствие абразии кромки рифов) и оолиты. Кроме того, в волноприбойной
полосе коралловых пляжей отмечаются небольшие количества иглокожих, гастроподного ракушечника и обломки мшанок. Осадки рифовых лагун в основном содержат фораминиферы, обломки Halimeda, небольшие обломки ко­раллов, призмы Inoceramus и глинистую компоненту абразированного ракушечного материала, составляющую примерно 50%.

Скалистые берега.

Многие скалистые берега — резуль-тат относительно недавних тектонических процессов, таких, как складчатость или вулканизм. Скалистые бе­рега иного происхождения — это участки береговой ли­нии, выдержавшие эрозию благодаря прочности скаль- ных пород или, возможно, из-за недостаточной волновой энергии. В засушливой зоне образованию скалистых бе регов способствуют слабая интенсивность химического выветривания и отсутствие эрозии (ослаблен материковый сток). Обрывистые берега фиордов — типичные скали- стые берега, которые возникли в результате ледниковой эрозии. Флора и фауна скалистых берегов немногочисленны.

Наиболее благоприятные для жизни организмов участки скалистых берегов обычно представлены твердыми мета-выра­жается, например, в адаптации организмов,орфическими пирогенными или уплотненными ссадоч- ными породами.

На менее плотных осадочных породах, таких, как мергелистый известняк, мел и песчаник, ор­ганизмы не могут развиваться в большом количестве из-за трудности прикрепления к субстрату. На организмы Л. з. скалистых берегов большое влияние оказывают приливные явления, что населяющих самые мелководные участки Л. з., к осушению во время отливов. Некоторые организмы, как, например, блюдечко (Patella усоногиеи др.), за период высыхания при отливе меняют свою форму и толщину раковин, приспосабливая таким образом к новым условиям осморегулирующие процессы. Основным видом животных организмов, обитающих в Л. з. скалистых берегов, отличающихся максимальной турбу­лентностью, являются рачки (Balanus).

Скалистые берега в низких широтах, подверженные действию приливов, вследствие воздействия резких из­менений температур имеют очень обедненную фауну и флору. На глубинах, превосходящих величину прилива, встречаются усоногие рачки, водоросли, коралловые образования, гастроподы и прикрепляющиеся форамини-феры.

В более холодных водах к этим видам добавляются скальные устрицы, двухстворчатые моллюски, растения, избегающие света, актинии, морские ежи и морские звезды. На скалистых берегах в полярных районах отмечается еще более малочисленная фауна и флора. Абразионная деятельность льда удаляет здесь все виды, которые могли там временно существовать. Более того, в результате таяния льда в теплые периоды года образуются опреснен­ные потоки вод, оказывающие отрицательный эффект на стеногалинные морские организмы. Поэтому здесь могут обитать лишь те организмы, для которых характерна ежегодная миграция, или те, которые могут жить под поверхностью льда. Однако в последнем случае возникает опасность прекращения доступа кислорода. Эта среда часто представлена рядом адаптированных пресноводных форм или формами опресненных вод (например, диато­мовыми).

Песчаные берега.

Песчаные берега образовались в ре­зультате разрушения существовавших ранее геологиче­ских формаций и аккумуляции осадочного материала. Аккумуляция осадков может привести к образованию подветренных лагун, рифовых отмелей или карманооб­разных губ, береговых пляжей большой ширины или вдоль-береговых баров условия которых присущи Л. з.

Карманообразные губы обычно расположены между утесами мысов скалистых берегов. Они представляют хо­рошие ловушки для аккумуляции осадочного материала, переносимого прибрежными течениями. Осадки кармано­образных губ обычно составляет хорошо отсортирован­ный песок, иногда состав осадков имеет широкий диапа­зон — от ила до валунов.

Во многих случаях состав осад­ков карманообразных губ отражает тип горных пород прилегающих районов суши. Например, осадки многих гавайских карманообразных губ характеризуются на­личием содержащих оливин песков, образовавшихся в результате выветривания базальтовых лав. «Пляжи черного песка» с преобладанием стойких тяжелых ми­нералов характерны для очень древних районов суши в глубь от прибрежной полосы, особенно для докембрий-ского хинтерланда.

Как показали многочисленные исследования, на морфологию осадков карманообразных губ большое влия­ние оказывают сезонные изменения гидрологических условий прибрежных вод. В летний период, когда пре­обладают относительно спокойные условия, в губах на­капливается хорошо стратифицированный и отсортиро­ванный песок.

В период зимних штормов имеет место эро­зия, при которой большое количество аккумулированного на пляжах материала уносится в сторону открытого моря. Береговые пляжи характерны для районов с широ­кими материковыми отмелями и районов, где ранее в те­чение длительного периода существовала береговая низ­менность с несцементированным песком. На отложение осадков и эрозию в таких районах влияют сезонные из­менения направлений ветров и гидрологичееких условий в прибрежных акваториях; но в общем эти районы ха­рактеризуются относительной стабильностью указанных процессов. Береговые пляжи содержат хорошо отсорти­рованные осадки, в основном пески.

Плотность организмов, населяющих песчаные пляжи, по-видимому, довольно высокая, интенсивная жизнедея­тельность этих организмов обычно проявляется лишь в ноч­ное время.

На песчаных пляжах обитают в основном ма­ленькие крабы, креветки, гастроподы и кольчатые черви. За волноприбойной полосой основными представителями бентосной фауны являются фораминиферы, гастроподы, пластинчатожаберные моллюски и многощетинковые черви. Животные организмы песчаных берегов постоянно ми­грируют в вертикальной плоскости (о чем свидетельст­вуют следы проползания, различные норки и бугорки песка), вызывая значительные нарушения стратифици­рованных слоев песка, что приводит к образованию осад­ков аномально гомогенного характера. Бентосные орга­низмы могут вызвать также искусственную стратифика­цию осадков. На дне береговых акваторий, не защищенных водо­рослевыми зарослями или скалами, может хорошо разви­ться рябь.

Подобный рельеф до некоторой степени сви­детельствует о действии придонных течений в Л. з. не­посредственно за волноприбойной полосой пляжа. В ме­стах, защищенных зарослями морской травы (Thalassia или Zosfera), на поверхности песчаных отложений рябь не образуется. Здесь на дне наблюдаются следы бентосных организмов, активность которых из-за спокойных ус­ловий усиливается. К следам, подтверждающим деятель­ность животных организмов, относится так называемый «рисунок головастиков» — результат локальных мигра­ций организмов в разных направлениях в пределах огра­ниченной зоны. Верхним пределом этой зоны является волноприбойная полоса, оставляемая отступающими вол­нами и осушаемая при отливе.

В пределах этой полосы волны разрушают твердые части скелетов организмов, таких, как фораминиферы, небольшие раковины, створки морских водорослей, и приносят обломки осадочного ма­териала.

Баровые заливы.

Хорошо известно, что условия окру­жающей среды способствуют разрушению геологических формаций. Из-за исключительной изменчивости циркуля­ции в Л. з. аккумулирующиеся здесь осадки могут бес­престанно создавать новые типы Л. з. Например, простые береговые линии могут быть трансформированы в фации баровых бухт. Для таких районов обычно характерно наличие мелководных лагун в пределах обширной’песча­ной отмели, которые могут иметь один или несколько вы­ходов (каналов), соединяющих их с открытыми водами за пределами отмели.

Районы с такой физиографией ха­рактерны для атлантического побережья США, где можно отметить баровые бухты у м. Код, в заливах Баззардс, Наррагансетт (район Нью-Ингленд), в проливах около м. Хаттерас (Северная Каролина), в заливах Св. Джозефа (Флорида), Баратария и Сан-Антония (Техас), в некото­рых заливах Южной Калифорнии, в заливах Ньюпорт (Калифорния) и Якуина (Орегон), а также баровые бухты о-вов Нантакет и Мартас-Винъярд. Классические примеры таких заливов можно отметить и в южной части Балтий­ского моря, в Черном море (лиманы), на Ю Франции, 3 Африки, в Западной Австралии и Южной Бразилии. Всюду в этих районах прибрежные или приливные течения создают длинные песчаные косы, которые затем частично или полностью видоизменяются под действием волн и ветра.

Косы в основном узкие, остроконечные, местами глубоко изрезанные. В заливах атлантического побережья США, перечисленных выше, под действием приливных или местных сильных течений происхо­дит сортировка осадков. Этот процесс почти везде про­текает одинаково: наиболее грубозернистые осадки на­блюдаются в узких проливах; в глубоководных районах заливов зернистость осадочного материала уменьшается. Небольшие различия в сортировке осадков отмечаются лишь в заливах с узкими дамбами, как в бухте Нантакет и в зал. Ньюпорт, или в заливах с широкими выходами, как зал. Баззардс и залив у м. Код. Указанные выше заливы (исходя из распределения зернистости осадков и батиметрии) могут быть классифи­цированы как однотипные, однако их можно дифферен­цировать в зависимости от условий происхождения, тек­тонической стадии района образования и географического положения. Как отмечалось выше, географическое поло­жение в большой степени регулирует содержание карбо­натов в осадках Л. з. Так, для заливов в районе Ньо-Ингленд содержание карбоната кальция составляет лишь 2%, тогда как в заливах Флориды в некоторых местах оно достигает 99,9%.

Очевидно, большие величины со­держания карбоната кальция в заливах Флориды обуслов­ливаются близостью к тропикам. Вдоль атлантического побережья у м. Хаттерас, где Гольфстрим отходит от берега, содержание карбонатов в осадках Л. з. умень­шается, но в то же время увеличивается содержание кварца и полевого шпата. Далее к С содержание кварца приближается к 90%, что частично вызвано низкими тем­пературами, однако имеет значение район образования баровых бухт и мощность осадков. На содержание кварца и полевого шпата в осадках Л. з. влияет также географическое положение, однако отношение кварца к полевому шпату, кроме того, регули­руется условиями происхождения баровых бухт и текто­нической стадией района образования. Высокое содержа­ние кварцевого песка в осадках Л. з. возможно на тех прилегающих к суше участках Л. з., где долгое время не происходили тектонические процессы, а также на уча­стках Л. з., куда осадки в основном принесены из районов расположенного севернее кристаллического щита (на­пример, район Ныо-Ингленд).

Крини (1935) установил, что главным фактором, регулирующим содержание поле­вого шпата в песчаных образованиях, является рельеф. Низменный рельеф шельфовых районов с хорошо разви­тыми прибрежными равнинами способствует разрушению полевого шпата и отложению ортокварцитового песка. Неровный рельеф, вызванный относительно недавней тектонической активностью в районах образования баровых бухт, является показателем более высокого содер­жания полевого шпата по сравнению с кварцем, что на­блюдается, например, в заливах Нижней и Южной Кали­форнии. Эта схема соответствует детритовой теории Петтиджона (1957), который связывает различное содержание полевого шпата и глинистых сланцев в песчаных образо­ванияхс эпохами разной тектонической активности.

Осадки Л. з. в геологической колонке.

При исследова­нии древних осадков Веллер (19G0) установил, что осадки Л. з. в геологической колонке представлены очень незна­чительно. Этот вывод основан на предпосылке, что осадки Л. з. были подвержены эрозии при понижении уровня моря (регрессии). Веллер допускает присутствие в гео­логической колонке осадков Л. з. на очень ограниченном участке, как, например, в осадках узких пляжей или в лин-зовидных песках. Хорошим показателем определения осадков Л. з. как в древних, так и в современных отложениях являются скопления фораминифер. Для современных литоральных районов характерны следующие группы фораминифер: Ammonia beccarii, Ephidium spp. и AUliolidis. Кроме того, в районах тонкозернистых осадков наблюдаются песча­нистые и гиалиновые фораминиферы. В районах более грубозернистых осадков, непрерывно перемещающихся под действием течений, встречаются фарфоровидные фора­миниферы. Вероятно, фауна Л. з. из-за комплексного воздействия различных факторов подвержена значитель­ным изменениям. К таким факторам относятся: действие сильных ветров, которые вызывают «эрозионные» тече­ния, перераспределяющие организмы, раковины которых имеют различные гидродинамические особенности; подъем холодных глубинных вод у побережий, который часто вызывает появление в Л. з. организмов, обычно населяю­щих более глубокие слои; циркуляция вод, которая спо­собствует тому, что некоторые формы планктонных орга­низмов переносятся течениями в районы, совершенно чуждые для них, особенно если вблизи берега отмечаются большие глубины, как у Калифорнии; выветривание пред­шествующих геологических формаций, которое может создать стратиграфические аномалии и аномалии глубин­ного распределения.

Например, в глубоководных осадках в районе порта Веракрус (зал. Кампече, Мексика) ока­менелости третичного периода перемешаны с остатками живущих в современный период видов организмов. Более того, в сильно окисленных зонах наблюдается большое количество малых форм из-за их быстрой смертности. Таким образом, размер экземпляров не всегда может быть показателем температуры воды, скорости осаждения или глубины. Кроме того, может наблюдаться аномальная структура колонок, что явно связано с коренными изме­нениями, зарегистрированными в мелководных районах. Поэтому при анализе осадков необходимо учитывать такие параметры, как тип берегового района, на котором они откладываются, климатическая зона и действие ви­доизменяющих факторов. Лишь при учете этих параметров наряду с литологическими и палеонтологическими дан­ными возможна интерпретация древних литоральных отложений.

ЛУИС Лидз

Статья из Океанографической энциклопедии, 1974 года с. 256-258,  при распознавании текста возможны ошибки. 

Be the first to comment on "Литоральная зона и типы осадков (Энциклопедия)"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*