Виды зон осадконакопления

Принадлежность всей гидросферы к зоне осадконакопления не вызывает сомнения: в ней совершаются многочисленные и энергичные процессы, имеющие прямое отношение к осадкообразованию — синтез частиц будущих осадков (планктонные организмы и их скелет, кристаллики солей при перенасыщении, коллоиды и т.д.), энергичный транспорт терригенного, вулканогенного, биогенного и иного вещества и гравитационное его осаждение, а также трансформация в результате механического, физического, химического и биологического воздействия на частицы, осадки и породы. Гидросфера, следовательно, участвует в осадкообразовании и вещественно, и энергетически.

Атмосфера принадлежит зоне осадкообразования потому, что в ее нижней части (по крайней мере до высоты 25-30 км, на которой проходят струйные течения со скоростью в многие сотни километров в час, переносящие вулканическую, эоловую и другую пыль) осуществляется перенос твердых, жидких и газовых частиц (энергетический вклад), осуществляется химическое воздействие атмосферы (ее газов, воды).

Зона осадкообразования (рис. 2.), следовательно, геометрически охватывает нижнюю часть атмосферы (25-30 км), всю гидросферу и верхнюю часть литосферы (до уровня стоячих грунтовых вод). Если сравнить ее с биосферой, выделенной В.И. Вернадским (1965), то зона осадкообразования полностью с ней совпадает по границам и составу. Это не случайно, а показывает суть осадочного процесса: он в основном на Земле биологический — по движущим силам и материальному вкладу биосферы. Это делает осадконакопление, как и жизнь на Земле, в основном космическим явлением и процессом. Поэтому осадочный процесс нельзя понять в отрыве от биосферы.

Если более близко рассмотреть зону осадкообразования (30), то обнаруживается резкая контрастность и неоднородность агрегатного состояния вещества (рис. 2.): здесь в равной мере господствуют все три состояния — твердое, жидкое, газовое. Ни в одной зоне Земли нет такого контрастного их соотношения, и уже из этой гетерогенности, точнее гетеротропности, следует ожидать энергичных процессов взаимодействия между этими состояниями вещества. Аккумулирует солнечную энергию в наиболее концентрированном виде прежде всего живое вещество, а затем глинистые и другие осадочные минералы. Благодаря живому веществу, аккумулировавшему огромные запасы солнечной энергии и всегда готовому легко отдать ее, становятся возможным антиэнтропийные процессы на Земле, повышающие уровень организации вещества и запасы его энергии высоких классов. Эта энергия становится причиной глобальных процессов преобразования вещества, круговоротов его, накопления и фракционирования химических элементов, мобилизации, транспортировки компонентов осадков и накопления их, а также глубокого преобразования в сингенезе и диагенезе.

Рис. 2. Зона осадкообразования (1-3 и часть 4) и стратисфера (4):

1 — атмосфера, ее нижняя часть; 2 — подошва зоны осадкообразования в горах; 3 — гидросфера открытая; 4 — осадочный слой Земли — стратисфера (за малым исключением — верхней ее части, попадающей в зону просачивания атмосферных осадков); 5 — гранитно-метаморфический слой земной коры; б — ее базальтовый слой; 7 — граница между гранитно-метаморфическим и базальтовым слоями земной коры.

Лунные приливы и отливы перемещают огромные массы воды и осадков, определяя жизнь в широкой береговой зоне, формируя особый генетический тип — приливные отложения, перемешивая и снабжая кислородом толщу воды до 1,5 км.

Помимо космических в седиментогенезе проявляются и земные, теллурические виды энергии: гравитационная, или сила земного притяжения, внутриземное тепло как в виде теплового потока, так и в аккумулированном состоянии — в эндогенных минералах, энергия радиоактивного распада и энергия химических реакций. В частности, последний вид энергии проявляется при выветривании, минералообразование которого в основном экзотермическое, т.е. идущее с выделением тепла. Тепловой поток на Земле распределен неравномерно, и там, где он значителен, идут более энергично процессы преобразования осадочных пород и их метаморфизация. В конце концов на той или иной глубине (10-25 км) осадочные породы "исчезают", т.е. превращаются в метаморфические или магматические. Гравитация в зоне осадкообразования проявляется как непосредственно в гравитационном перемещении материала (обвалы, осыпи, оползни и т.д.), так и косвенно — через движение флюидов, особенно воды под уклон, перемещающей огромные массы материала. Гравитация действует и в атмосфере — осаждение эоловой и вулканической пыли, — ив водоемах — осаждение взвесей, планктонного, вулканического и космического материала и образование осадков.

В зоне осадкообразования специфично и весьма тесно взаимодействуют не только все четыре оболочки Земли — атмосфера, гидросфера, литосфера и пронизывающая их биосфера, не только вещество в трех своих состояниях, но и разнообразные виды энергии, как космические, так и земные. И это взаимодействие отличается не только энергетичностью, но и весьма большой лабильностью, т.е. подвижностью и изменчивостью во времени и в пространстве. Игра видов энергии и сил и взаимодействие состояний подвержены колебаниям в течение часов, суток, сезонов, годов и более длительных циклов и часто совершается аритмично, не через равные промежутки времени, что определяется вероятностными законами интерференции состояний и сил. Погодные условия, сильно отражающиеся на процессах осадконакопления (наводнения, бури, смерчи, ураганы, выпадение дождей или сухие сезоны), до сих пор предсказываются с большими ошибками или вообще не предугадываются.

Большая часть зоны осадкообразования — атмосфера и гидросфера, как и биосфера, — отличается высокой подвижностью для динамических (механических) процессов, что объясняется их малой плотностью и контактовым, или барьерным, положением между Землей и Космосом, на границе которых разыгрываются мощные глобальные процессы из-за резких локальных различий в нагревании, влажности, давлении, рельефе. Но эти глобальные динамические процессы обусловливаются не столько внутренними неоднородностями, сколько внешними факторами, главным образом климатом, т.е. наклоном поверхности земли к солнечным лучам. Они выравнивают состав атмосферы и гидросферы.

В противоположность этим весьма подвижным оболочкам литосфера неоднородна по площади и часто меняется на коротких расстояниях: гранитный массив по резкой границе контактирует с базальтами и карбонатно-глинистыми толщами и т.д. Поэтому материальное, вещественное участие литосферы в осадкообразовании очень сильно меняется от участка к участку.