Морские осадки и связанные с ними полезные ископаемые

МОРСКИ́Е ОТЛОЖЕ́НИЯ (океа­ни­че­ские от­ло­же­ния), дон­ные осад­ки со­вре­мен­ных и древ­них мо­рей и океа­нов. Cлагают бо­лее 75% объ­ё­ма оса­доч­ной обо­лоч­ки кон­ти­нен­тов и оса­доч­ный че­хол совр. Ми­ро­во­го ок. К ним от­но­сят­ся боль­шин­ство из­вест­ня­ков, до­ло­ми­тов, мер­ге­лей, крем­ни­стых и гли­ни­стых по­род, зна­чит. часть алев­ро­ли­тов, пес­ча­ни­ков, конг­ло­ме­ра­тов. Мно­гие ме­та­мор­фич. гор­ные по­ро­ды (гней­сы, слан­цы, мра­мо­ры и др.) пер­во­на­чаль­но на­ка­п­ли­ва­лись как M. o. По про­ис­хо­ж­де­нию M. o. де­лят­ся на тер­ри­ген­ные, хе­мо­ген­ные, ор­га­но­ген­ные и вул­ка­но­ген­ные; по ве­ще­ст­вен­но­му со­ста­ву – на алю­мо­си­ли­кат­ные (об­ло­моч­ные и гли­ни­стые), кар­бо­нат­ные (из­вест­ко­вые и до­ло­ми­то­вые), крем­ни­стые, же­ле­зи­стые, са­про­пе­ле­вые, фос­фат­ные и др. Фор­ми­ру­ют­ся в ши­ро­ком диа­па­зо­не фа­ци­аль­ных ус­ло­вий. По глу­би­не бас­сей­на раз­ли­ча­ют М. о. мел­ко­вод­ные (до 200 м) и глу­бо­ко­вод­ные (св. 200 м).

Мел­ко­вод­ные M. o. пред­став­ле­ны раз­но­об­раз­ны­ми фа­ция­ми бе­ре­го­вой зо­ны (см. Ли­то­раль­ные от­ло­же­ния), изо­ли­ро­ван­ных от­ме­лей, эпи­кон­ти­нен­таль­ных мо­рей, кон­ти­нен­таль­ных и ост­ров­ных шель­фов (см. Суб­ли­то­раль­ные от­ло­же­ния). Это гл. обр. тер­ри­ген­ные об­ло­моч­ные (га­леч­ни­ки, пес­ки, алев­ри­ты, алев­ро­пе­ли­ты) или ор­га­но­ген­ные из­вест­ко­вые (ко­рал­ло­во-во­до­рос­ле­вые, ра­ку­шеч­ные, мшан­ко­вые и др.) осад­ки. B зо­нах совр. при­бреж­ных ап­вел­лин­гов про­ис­хо­дит об­ра­зо­ва­ние обо­га­щён­ных ор­га­нич. ве­ще­ст­вом диа­то­мо­вых илов и фос­фо­ри­тов. К мел­ко­вод­ным M. o. при­уро­че­ны ооли­то­вые (гид­ро­гё­тит-ша­мо­зи­то­вые) же­лез­ные ру­ды, кар­бо­нат­ные и ок­сид­ные мар­ган­це­вые ру­ды, при­бреж­ные рос­сы­пи тя­жё­лых ми­не­ра­лов (мо­на­ци­та, цир­ко­на, ру­ти­ла, кас­си­те­ри­та, иль­ме­ни­та, зо­ло­та, ал­ма­зов и др.), ме­сто­ро­ж­де­ния при­род­ных стро­ит. ма­те­риа­лов (пес­ка, гра­вия, из­вест­ня­ков, глин). Мел­ко­вод­ные M. o. час­то бы­ва­ют неф­те­га­зо­ма­те­рин­ски­ми и неф­те­га­зо­нос­ны­ми.

Сре­ди глу­бо­ко­вод­ных M. o. раз­ли­ча­ют ба­ти­аль­ные от­ло­же­ния и абис­саль­ные от­ло­же­ния. Осн. мас­са глу­бо­ко­вод­ных М. о. фор­ми­ру­ет­ся у под­но­жий кон­ти­нен­таль­ных скло­нов и в глу­бо­ко­вод­ных ко­ну­сах вы­но­са, где осад­ко­на­ко­п­ле­ние но­сит ла­вин­ный ха­рак­тер, а мощ­но­сти тер­ри­ген­ных M. o. (тур­би­ди­тов, гра­ви­ти­тов) мес­та­ми пре­вы­ша­ют 10–15 км. Та­кие тол­щи мо­гут быть неф­те­га­зо­ма­те­рин­ски­ми. По ме­ре уда­ле­ния от ис­точ­ни­ков тер­ри­ген­но­го ма­те­риа­ла мощ­но­сти осад­ков и ско­ро­сти осад­ко­на­ко­п­ле­ния со­кра­ща­ют­ся, уве­ли­чи­ва­ет­ся роль био­ген­но­го (планк­то­но­ген­но­го) оса­доч­но­го ма­те­риа­ла и, на­ря­ду с тур­би­ди­та­ми, оса­ж­да­ют­ся крем­ни­сто-гли­ни­стые, из­вест­ко­вые и мер­гель­ные от­ло­же­ния. M. o. центр. час­тей океа­нов пред­став­ле­ны из­вест­ко­вы­ми (фо­ра­ми­ни­фе­ро­вы­ми, кок­ко­ли­товы­ми), крем­ни­сты­ми (диа­то­мо­вы­ми, ра­дио­ля­рие­вы­ми) осад­ка­ми, крас­ной глу­бо­ко­вод­ной океа­ни­че­ской гли­ной. B глу­бо­ко­вод­ных гли­нах и ра­дио­ля­рие­во-гли­ни­стых илах за­клю­че­ны за­ле­жи же­ле­зо­мар­ган­це­вых кон­кре­ций (руд мар­ган­ца, ни­ке­ля, ме­ди, ко­баль­та). На под­вод­ных го­рах об­ра­зу­ют­ся обо­га­щён­ные ко­баль­том же­ле­зо­мар­ган­це­вые кор­ки. В осе­вых час­тях и на флан­гах сре­дин­но-океа­нич. хреб­тов раз­ви­ты ме­тал­ло­нос­ные осад­ки. В глу­бо­ко­вод­ных M. o. в риф­то­вых зо­нах сре­дин­но-океа­нич. хреб­тов ло­ка­ли­зо­ва­ны суль­фид­ные по­ли­ме­тал­лич. по­строй­ки (в т. ч. ку­риль­щи­ки) – ана­ло­ги кол­че­дан­ных ме­сто­ро­ж­де­ний склад­ча­тых поя­сов кон­ти­нен­тов. C ис­ко­пае­мы­ми M. o. на кон­ти­нен­тах свя­за­ны ме­сто­ро­ж­де­ния го­рю­чих (го­рю­чие слан­цы, нефть, газ), не­ме­тал­ли­че­ских (фос­фо­ри­ты) по­лез­ных ис­ко­пае­мых, мн. круп­ные стра­ти­форм­ные ме­сто­ро­ж­де­ния ме­тал­лич. по­лез­ных ис­ко­пае­мых (руд же­ле­за, мар­ган­ца, ура­на, ва­на­дия, ме­ди и др.).

По мере отступления от береговой линии разрушительная работа моря уступает место созидательной. Материал, из которого обазуются осадки, может иметь различное происхождение. Основная масса его поступает с суши в виде растворённых или твёрдых частиц различных размеров. Могут они возникать и органогенным путём за счёт отмирания морских организмов. В соответствии с этим выделяются осадки терригенные, органогенные и химические.

Распределение этих осадков на дне моря зависит от физико-географической обстановки осадконакопления, определяющейся географическим положением бассейна, глубиной, удалённостью от берега, рельефом дна, температурой воды, её прозрачностью, солёностью и другими факторами.

Терригенные осадки приурочены главным образом к литоральной и неритовой зонам, хотя встречаются и в батиальной. Вблизи берегов они представлены крупнообломочными осадками: галечниками, гравием, крупнозернистыми песками. В них всегда есть примесь органического вещества, скелетов организмов. По мере удаления от берега осадки становятся всё более тонкозернистыми. В батиальной зоне они представлены исключительно илами.

Органогенные осадки в чистом виде образуются преимущественно в открытых частях моря, иногда на мелководье.

Химические осадки возникают главным образом в лагунах, но некоторые и в открытом море (Фосфориты, глауконит) и даже в морских пучинах (пирит, марганцевые стяжения).

Прибрежные осадки (литоральной области). Отличаются большим разнообразием. Состав и строение зависят от морфологии берегов и характера слагающих их пород. У обрывистых скальных берегов, сложенных крепкими породами, накапливаются крупные глыбы, оторванные в результате абразии. На абразионных террасах у крутых берегов накапливаются галечники, состоящие из хорошо окатанной гальки. Форма гальки зависит от текстуры пород (массивная галька приобретает изометричную форму, слоистая – уплощённую).

При размыве берегов, сложенных рыхлыми породами, на пляже накапливаются песок или гравий. На участках Чёрного моря около Одессы пляж покрыт тонко измельчённой битой ракушью, образованной разрушением береговых известняков-ракушечников (то же у Евпатории).

У отлогих берегов происходит накопление тонкозернистого песчаного или илистого материала. Поверхность песчаных пляжей часто бывает покрыта знаками ряби или волноприбойными знаками – удлинёнными, изогнутыми валикообразными возвышениями. В илистых осадках хорошо сохраняются следы различных животных, оставленные во время отлива; при приливе они заносятся новым слоем осадков.

Кроме терригенных осадков, в литорали могут накапливаться органогенные или химические осадки. На заболоченных морских побережьях образуются осадки, богатые органическим веществом, при благоприятных условиях они могут преобразоваться в угли. Подобное происхождение имеют многие палеозойские угли (Донбасс и др.) Пласты углей в них характеризуются большой протяжённостью и выдержанной мощностью. Угольные бассейны с залежами подобного типа называются паралическими, в отличие от лимнических, где пласты углей возникают в условиях континентальных болот и не выдержаны по простиранию (Кузбасс и др.).

Иногда в литоральной зоне происходит накопление известковых осадков – битой ракуши, намываемой в виде берегового вала и осадков, образованных за счёт отмирания организмов с известковым скелетом (моллюски, кораллы и др.).

Химические осадки возникают в литорали сравнительно редко. Они встречаются в областях жаркого и сухого климата в прибрежной зоне моря, вода которой обогащена известью. При наличии в воде мелких песчинок, служащих центрами кристаллизации, вокруг них выделяется известь и образуется оолитовый известняк. В настоящее время оолитовые известняки накапливаются у берега Красного моря, у побережья Флориды, в юго-восточной части Каспия и др. В современном состоянии они называются оолитовыми известняковыми осадками.

Чаще химические осадки возникают в лагунах, заливах, почти или полностью утративших связь с открытым морем. Здесь выпадают различные соли: NaCl, KCl, гипс, мирабалит.

Осадки шельфа (материковой отмели). Ещё более разнообразны. Известны осадки всех трёх типов. На характер осадконакопления в этой области влияет в основном гидродинамический режим бассейна и рельеф дна, а также количественный и качественный состав донной фауны.

Терригенные осадки представлены песками или илами. Грубообломочный материал встречается редко, нетипичен. Крупность зерна уменьшается по мере удаления от берега, но картина часто бывает более сложной в зависимости от рельефа дна, течений. В прибрежной части шельфа также возможны знаки ряби, так как при сильных волнениях волны проникают на глубину до 100 м. Поверхность осадка часто бывает нарушена ходами червей-илоедов, следами ползания моллюсков, морских ежей. Все эти признаки, обнаруженные в ископаемом состоянии, надёжно указывают на мелководные условия их образования.

Органогенные осадки образуются благодаря отмиранию донных организмов, обладающих скелетами из извести, кремнезёма и в меньшей степени фосфорнокислого кальция. Наиболее распространены ракушечники, образующиеся за счёт скоплений моллюсков, устричных банок, и коралловые рифы вместе с мшанками, червями, известковыми водорослями, простейшими (фораминиферы). Кораллы – одни из наиболее капризных морских животных, поэтому в настоящее время коралловые рифы распространены исключительно в приэкваториальной полосе в области Тихого и Индийского океанов.

Современные коралловые рифы по морфологии разделяются на береговые, барьерные и атоллы.

Береговые рифы – протягиваются вдоль берега, образуя как бы его подводное продолжение.

Барьерные рифы – располагаются на некотором удалении от берега и отделены от него лагуной, достигающей нескольких десятков километров. Эти рифы окружают многочисленные острова в архипелагах Меланезии и Полинезии. Большой Барьерный риф в Австралии – наиболее коупный в настоящее время. Его длина достигает 2000 км, ширина лагуны более 100 км.

Атоллы – кольцевые рифы, внутри которых – небольшая лагуна.

Образование всех рифов связано с ростом колоний кораллов, живущих на глубине 45-50 м. Рост рифа совершается при погружении морского дна; мощность его достигает иногда 2-3 км. Погружение дна компенсируется ростом кораллов, особенно на наружной стороне рифа, где условия для питания и дыхания полипов наиболее благоприятны. Процесс рифообразования начался ещё в палеозое и продолжается в настоящее время.

Химические осадки б области шельфа также имеют большое значение, так как за счёт них возникают такие важные полезные ископаемые, как железные, марганцевые, алюминиевые руды, фосфориты. Источники их образования – сносимые реками и подземными водами химические соединения – продукты химического выветривания горных пород. Большая часть их (окиси Fe, Mn, Al) переносятся в виде коллоидных растворов, меньшая – механическим путём или в виде истинных растворов. При встрече речных вод с морскими, играющими роль электролита, происходит коагуляция коллоидов и осаждение минералов железа и марганца. Аналогичным образом в прибрежной полосе возникают бокситы, образующиеся в результате переотложения продуктов латеритного выветривания, богатых глинозёмом.

Образование фосфоритов происходит в более глубоких частях шельфа. Источник Р2О5 – разлагающиеся трупы животных. Наиболее богата фосфором вода на глубине 500 м и более. Но здесь Р2О5 удерживается в растворе благодаря СО2. Фосфориты выпадают в осадок в зоне шельфа с глубиной 50-150 м, где содержание СО2 уменьшается в результате поглощения растениями и диффузии в поверхностные воды. Иногда фосфориты накапливаются чисто органическим путём, как скопления раковин, состоящих частично из фосфата кальция (некоторые плеченогие).

Осадки материкового склона (батиальная область). Распространяются до глубины 3000 м, характеризуются большой однородностью. Резко преобладают тонкозернистые терригенные осадки – илы, имеющие в зависимости от состава и среды различные цвета, под которыми и выделяются: синий, красный, зелёный ил. Подчинённое значение имеют органогенные осадки, возникающие за счёт накопления раковин планктонных организмов, а также илы из вулканического материала.

Синий ил состоит из тончайших иловатых и глинистых частиц с небольшой примесью кальцита (раковины планктонных организмов) и мельчайших выделений сернистого железа. Обладает запахом сероводорода. Цвет обусловлен образованием в восстановительной среде при недостатке кислорода и большом количестве органического вещества. Широко распространён.

Красный ил распространён значительно меньше. По составу очень близок к синему, но окрашен окислами железа в красно-бурый или жёлтый цвет. Таким образом, это разновидность синего ила, образовавшаяся в результате переотложения продуктов выветривания горных пород. Встречается у берегов Бразилии, Китая и других жарких стран, откуда реки сносят огромное количество продуктов латеритного выветривания.

Зелёный ил более грубозернистый песчано-глинистый осадок, зелёный цвет которого обусловлен присутствием большого количества зёрен минерала глауконита; иногда встречаются желваки фосфорита. Зелёный ил распространён в верхней части континентального склона, иногда заходит в область шельфа (до глубины 80 м).

Вулканический ил отличается остроугольной формой зёрен и присутствием обломков вулканического стекла, темноцветных силикатов, полевых шпатов. Образуется вблизи вулканических островов и подводных вулканов, поэтому имеет ограниченное распространение. Встречается в Атлантическом океане у берегов Исландии, у западного берега Тихого океана.

Из органогенных илов в батиальной области распространены коралловые и фораминиферовые илы.

Коралловый ил встречается в экваториальной области Тихого и Индийского океанов вблизи коралловых островов, за счёт разрушения которых он образуется. Раздробленные волнами осколки иногда после волнений настолько насыщают воду вблизи рифа, что она называется коралловым молоком. Осаждаясь, этот материал и даёт тонкозернистый известковый осадок – коралловый ил.

Фораминиферовый ил – мелоподобный, довольно рыхлый осадок белого или жёлтого цвета. Наряду с тонкозернистым обломочным материалом содержит большое количество мельчайших известковых раковин фораминифер – планктонных животных.

Осадки океанического ложа (абиссальной области). Среди органических илов, образующихся на глубине более 3000 м, различают известковые (глобигериновые и птероподовые) и кремнистые (радиоляриевые и диатомовые). Кроме органических илов большим распространением пользуется красная океаническая глина.

Глобигериновый ил – разновидность фораминиферового, сложен раковинками планктонных фораминифер – глобигерин – и мельчайшими известковыми пластинками – кокколитами, на которые распадается панцирь (наружная оболочка) одноклеточных планктонных водорослей – кокколитофорид. Примесь терригенного материала крайне невелика, но может быть значительной, в зависимости от физико-географических условий и гидродинамического режима бассейна. Нижний предел распространения илов – 4000 м. Ниже этой глубины раковинки обычно растворяются, так как вода недосыщена СаСО3.

Птероподовый ил – сложен раковинками крылоногих моллюсков – птеропод. С ними могут быть раковинки глобигерин и других планктонных фораминифер. Эти илы распространены ограниченно и ближе к берегу.

Диатомовый ил – осадок, состоящий из кремневых панцирей микроскопических водорослей – диатомей или диатомовых; присутствуют в нем и радиолярии, глинистые частицы и незначительная примесь карбонатов. По внешнему виде диатомовый ил представляет собой рыхлый жёлтый, белый или сероватый осадок. Распространён на глубинах 1000-4800 м. В отличие от известковых, диатомовые илы встречаются в высоких широтах, в Арктике и Антарктике, что объясняется преобладающим развитием флоры диатомовых в холодных водах.

Радиоляриевый ил – занимает наиболее глубокие участки дна: 4000-8000 м, покрывая 1,7% общей площади Мирового океана. В составе преобладают кремнистые раковинки одноклеточных планктонных животных – радиолярий. присутствуют и диатомеи, и глинистые вещества.

При преобладании глинистых частиц радиоляриевый ил переходит в красную океаническую глину – своеобразный глубоководный осадок терригенного характера. Красный цвет глины указывает на её происхождение в окислительной среде, существование которой на таких больших глубинах объясняется бедностью органического мира. Накопление красной пыли происходит за счёт эоловой, вулканической и космической пыли, а также за счёт терригенного материала, приносимого айсбергами. Иногда в пробах красных глин, поднимаемых со дна, находили до 100 зубов акул и 40 слуховых косточек китов.