Карбонатные фации в геологической истории. Глава 9. Рифы и отложения бассейнов поздней юры Европы и Ближнего Востока.

Поздняя юра (мальм) Европы и Ближнего Востока - наиболее интересные и разнообразные фации: кораллово-губковые рифы, пресноводные отложения (пурбек), золингофенские плитчатые известняки, геосинклинальные красные комковатые отложения (Аммонитико Россо) и пелагические известняки с аптихусами. Интерпретация некоторых из этих фаций приводила в затруднение литологов на протяжении более чем 100 лет. Обильная фауна аммонитов изучена подробнейшим образом и детально расчленена на палеонтологические зоны. По этой причине фациальный анализ может быть проведен с особенной точностью, на надежной хроно-стратиграфической основе. Аркелл -[14] и Холдер [157] обобщили стратиграфические данные этих отложений. Согласно Аркеллу и работам палеонтологов в более позднее время, поздняя юра (табл. IX-1) включает более 20 зон широко коррелируемых по аммонитам. Приводимый ниже региональный обзор дает общее представление об осадконакоплении Европы, Средиземноморья и Ближнего Востока, с прослеживанием протяженных рифов на окраинах шельфа, оолитов и эвапоритов в тыловых частях рифов, а также некоторые палеоклиматические выводы. Юре Европы посвящена обширная литература, поэтому нами углубленно рассматриваются только наиболее интересные типы пород.

ТАБЛИЦА   IX-1

КОРРЕЛЯЦИОННАЯ   ТАБЛИЦА  П03ДНЕЮРСКИХ  ОТЛОЖЕНИЙ   ЕВРОПЫ

Серия

Ярус Аркелла [14]

Ярус Тетиса

Мальмские единицы ФРГ

Кровля рифов в Баварии

Поздняя юра (мальм)

Пурбекиан Портландий

Титон

Зета 6

 

Кровля рифов в Швабии и Франконии

Верхний киммеридж

 

 

Зета 1-2

 

Золенгофен

Нижний киммеридж

Нижний киммеридж

 

Эпсилон

Дельта

Гамма

Кровля рифов в Швейцарской Юре

Оксфорд

Оксфорд

Бета

 

Альфа

 




РЕГИОНЫ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ

Выделяется несколько главных палеогеографических провинций: 1) Европейский шельф, подразделенный на острова и впадины, 2) область сноса в Северной Атлантике (отсутствующая теперь), поставлявшая терригенный обломочный материал, 3) карбонатные постройки окраин шельфа, вытянутых с запада на восток в Южной Европе, 4) расположенная южнее геосинклиналь Тетиса, тектонические чешуи которой с глубоководными осадками перемещены на континентальные окраины, 5) Северо-Африканский - Аравийский щит, 6) мощные миогеосинклинальные платформенные области Юго-Восточной Европы и расположенный южнее карбонатный шельф Алжира, Туниса, Ирака и Аравии, 7) засоленные и эвапоритовые прогибы, окаймляющие геосинклиналь Загроса к востоку от Аравийского щита.

На рис. IX-1 и 2 показаны все верхнеюрские отложения. Поздняя юра начинается в Европе с келловейско-оксфордской трансгрессии, совпадающей с привносом тонкого терригенного материала. Бассейны, получавшие мало терригенного материала с тонкими, комковатыми, аммонитсодержащими глинистыми известняками, формировались в троге средиземноморского Тетиса. В то же время темные аммонитсодержащие мергели формировались в пределах самой восточной части области распространения поздней юры в Центральной и Западной Европе. Оксфордские прогибы на Ближнем Востоке также заполнялись в это время осадками с дефицитом терригенного материала. Неритические оолитовые и коралловые фации раннего Оксфорда особенно характерны для Северо-Западной Европы. Рифы начали развиваться в области Юрских гор позже, в оксфордское время. Несколько позже (в течение киммериджа) количество глинистого и алевритового материала на европейском шельфе сократилось, и в Центральной Европе и на Ближнем Востоке формировались мощные чисто карбонатные отложения.

 

Рис. IX-1. Палеогеография Европы в мальмское (позднеюрское) время, отражающая сильную фрагментированность областей суши, карбонатные шельфы, соленосные прогибы, коралловые и оолитовые отложения, области поднятий в геосинклиналях и суммарную мощность пород. Карбонатные банки в Средиземноморской области нарушены третичной орогенией. Данные Аркелла [14] и Холдера [157]. Линия со штрихами отделяет радиоляритовые фации лептогеосинклиналей от шельфа и маркирует современный фронт альпийских надвигов

1 - мелководные грейнстоуны - оолиты; 2- рифы; 3-мощные шельфовые известняки тонкие рифовые прослои; 4 - эвапориты с солью; 5 - мощность (в м); 6 - мелководные шельфы с участками суши; 7 - направление сноса терригенного материала

 

Мощнейшие карбонатные слои сформировались вдоль северного и восточного краев прогиба Тетиса, они накопились также и вдоль северного и восточного краев Северо-Африканского - Аравийского щита, т. е. на противоположной стороне открытой геосинклинали. Эти неритические карбонатные фации продолжали развиваться до конца юрского времени; титонские рифовые слои регрессивно продвигались в геосинклиналь, особенно на востоке. Иногда в Северо-Западной Европе формировались соленосные прогибы и пресноводные озера с глинистыми и алевритовыми осадками. Все это выглядит так, словно вся Западная Европа медленно и постепенно воздымалась, испытывая небольшие изгибы. На востоке морские условия непрерывно существовали до конца юры. Отложения внутренней части трога Тетис теперь сохранились лишь фрагментарно на средиземноморском побережье и островах. Они состоят из фаций карбонатных плато и подводных гор, а также радио-ляритовых осадков устойчивых глубоководных прогибов. Основное непрерывное погружение во многих областях в течение юры было связано с блоковыми перемещениями по разломам по мере «раскрытия» прогиба Тетис [35].

Рис.   IX-2.  Палеогеография  Ближнего  Востока  в  мальмское   (позднеюрское)   время. Показаны   соленосные  прогибы,   геосинклинальные   области,   шельфы   с   оолитами   и отложениями приливно-отливных зон, а также суммарная мощность осадков 1 - мелководные   грейнстоуны;   2 - мощные   шельфовые   известняки;   3 - эвапориты   с   солью;   4 - рифы; 5 - мощность (в м)

 

Некоторые области со специфическими условиями осадконакопления рассматриваются ниже.

Эвапориты

Позднеюрская эпоха является одним из главных периодов формирования эвапоритов в истории Земли. В это время бассейны на деформированном европейском шельфе, а также на окраинах Северо-Африканского - Аравийского щита периодически изолировались и в них накапливались эвапориты. Некоторые из этих бассейнов представляли собой мелководные, недолговечные озера и лагуны, другие отличались, вероятно, большей глубиной. Довольно много таких прогибов существовало вдоль 35° с. ш., от Адена до Северного моря. Все эвапориты в них, по существу, имеют позднекиммерийский - титонский возраст. Они присутствуют в Северном море, в Северо-Германском бассейне, Парижском бассейне, Аквитании, на западе Марокканского прибрежного бассейна, в северной части Кавказского передового прогиба, Каракумского передового прогиба к северу от Эльбурса, в бассейне Басра в Месопотамии, на востоке Ирана, в бассейнах Руб-эль-Хали и Аден в Аравии.

Области размыва

В течение поздней юры источник кластического материала существовал к западу и северу от Европейской суши. Этот источник поставлял значительно больше терригенного материала в конце юрского времени, чем в его начале. Бассейны Западной Европы были выполнены пресноводными и лагунными эвапоритовыми фациями в течение пурбекского времени. Бассейны Северного моря и Англии содержат тонкие озерные осадки, а прибрежные бассейны Испании и Португалии заполнены чрезвычайно мощной толщей терригенных пород, включающих угли-Фации пресноводных терригенных кластических образований мигрируют через Европу до Швейцарско-Французской юрской области, в которой наблюдаются самые южные выходы алевритистых фаций с остра-кодами и пурбекской фации Харабиринг с харовыми водорослями в самой верхней части юры.

Оолитовые известняки

На рис. IX-1 и 2 показаны наиболее важные области накопления оолитовых известняков в Северо-Западной Европе, которые представляют собой разбросанные участки незакономерно перемещавшихся отмелей на шельфах, окружающих мелководные бассейны. В Северо-Западной Европе эти оолитовые отложения шельфов, подобно наиболее ранним мальмским лоскутным рифам, имеют главным образом оксфордский возраст. По мере распространения на юго-востоке в течение позднеюрской эпохи регрессивного накопления чистых карбонатов, оолитовые слои здесь становятся все моложе по разрезу и пока не появляются в киммериджских слоях Юрских гор, частью за полосой титонских рифов.

На Ближнем Востоке знаменитые оолитовые и мелководные зернистые известняки Аравийского щита по существу все киммериджские и залегают в пределах восточного шельфа этого щита.

Рифы

Залегающие пятнами вокруг мелководных прогибов (Парижский, Английский и Северо-Германский бассейны) коралловые рифы имеют главным образом оксфордский возраст. У края островного европейского шельфа, обращенного к югу, к Тетису, на протяжении всего мальма (поздний Оксфорд - титон) накапливались массивные губковые и коралловые известняки. Они особенно широко распространены вокруг северного края геосинклинали Тетис в позднеюрское (титонское) время. Юрские разрезы венчаются титонскими рифовыми фациями, перекрывающими глубоководные отложения раннего мальма, особенно на востоке и на юге центральной части Средиземноморья, а также западнее, в Сардинии и Сицилии. Рифы развиваются на плато в пределах геосинклинали. В юрских разрезах Ближнего Востока они не известны.

Карбонатные отложения глубоких лагун

Непосредственно за фасом рифов Франконии и Швабии (ФРГ) и Испании (Монтсех) располагаются бассейны с осадками спокойных вод - переслаивающиеся плитчатые известняки и мергели с тонкими прослоями турбидитов. В этих небольших бассейнах, окруженных рифами, сохранилась замечательная фауна морских нектонных организмов, летающих и наземных животных, в условиях, полностью не благоприятных для нормального бентоса. Эти слои составляют наиболее характерные фации юры в Золенгофене.

Миогеосинклинальные бассейны

Области мощной карбонатной седиментации (миогеосинклинали) в Юго-Восточной Европе отделяют внутреннюю геосинклиналь Средиземноморья (Тетис) от Русской платформы и Скандинавского щита. Массивные мелководные известняки, главным образом титонского возраста, достигающие почти 1000-метровой мощности, обнажаются на Кавказе и в хр. Эльбурс в Иране. Сходные осадки мелководных шельфов, мощностью 600 м, представлены в позднеюрских разрезах горных хребтов Северной Африки от Алжира до Туниса. В это время Северо-Африканский - Аравийский щит был в основном сушей. Выступ континента распространялся к северу через Израиль, Иорданию и Сирию до Мосуль-ского блока в Северном Ираке. Месопотамия и северная часть Персидского залива подстилаются позднеюрским застойным (эвксинным) бассейном с солью, южный край которого ограничивает другой широкий карбонатный шельф, связывающий Аравийский щите поднятым блоком (Сурмехский шельф) в пределах Ирана. В Загросской геосинклинали присутствуют 400-600-метровые мелководные циклические карбонатные пески и илы, во всей этой слабо приподнятой зоне. Бассейн Руб-эль-Хали, на юге Саудовской Аравии, содержит эвксинные темные глинистые известняки и соли. Другие сходные прогибы расположены в Иране и Саудовской Аравии. Загросские геосинклинальные фации, таким образом, отличаются от средиземноморско-альпийских фаций Аммонитико Россо и радиоляритовой.

 

Фации северной части Тетиса и континентальных окраин

Бернулли [35] подразделил позднеюрские фации в нескольких провинциях на альпийские и апеннинские. Внутренняя, или океаническая часть сложена офиолитами, радиоляритами и пелагическими сланцами, с вулканическими песчаниками и граувакками. Континентальная окраина подразделяется на две части: гельветский черный пояс Квинтнеркальк (стандартный фациальный пояс 3), переходный от глубокого трога к фациям возвышенностей на южной континентальной окраине и склоне. Последние фации обнаружены во внутренних зонах Апеннин и Динарид, а также в Южных Альпах и австро-альпийских чешуях. Палеорельеф был сложным, с карбонатными плато и подводными горами и сокращенными разрезами; в соседних глубоководных трогах происходило непрерывное накопление пелагических осадков. На поднятиях накапливаются тонкие пелагические известняки, содержащие сконденсированные фаунистические комплексы, ранолитифицированные красные узловатые известняки, образования твердого дна (hard grovnds) и заполнения тектонических трещин. На склонах поднятий пелоидальные известняки и энкриниты переходят в биокластические обломочные известняки с пелагическими двустворками и в кокколитовые тонкозернистые известняки. Бассейны заполнены главным образом пелагическими известняками с радиоляритами, переотложенными и оползшими осадками за счет разрушения склонов, и некоторым количеством глин.

ОСНОВНЫЕ МИКРОФАЦИИ

Юрские микрофации были детально изучены. Лучшими материалами являются тома Международной петрографической серии под редакцией Кайе и Шюрмана (1951 - 1969 гг.) и Кароцци и др. .[58] для Аквитан-ского прогиба Франции. Некоторые наиболее важные типы микрофаций описаны и проиллюстрированы ниже. Они обозначены индексами J1- J17, для того, чтобы отличить их от стандартных микрофаций (СМФ).

Шельф Европы и его окраина

J1. Светлоокрашенные тонкозернистые известняки с окончато-пелоидным строением, обычно слоистые; пелоиды испытали частичную деформацию (были сдавлены), но вполне распознаваемы. Окна (фенестры) первоначально возникали как пустоты, за счет скопления воздуха или газа при разложении органики. Затем они были заполнены крупнозернистым кальцитом. В некоторых районах илы с фекальными пеллетами быстро затвердевали и образовывали пелоидные пески. На участках, подвергавшихся периодическому затоплению и быстрому осушению (например, прибойные и другие валы), накапливались слоистые толщи, в которых пелоидные пески постепенно сменяются вверх по разрезу тонкослоистыми илами с окончатой текстурой, мощность слойков около сантиметра. Стандратная микрофация 19.

J2. Крупнофораминиферовые грейнстоуны и пакстоуны, обычно содержащие зерна, обросшие водорослями. Фораминиферы располагаются вместе с округлыми и истертыми частицами в чистом, промытом известковом песке или в илистых осадках. Обычны Parurgonia, Nautiloculina, офтальмиды, Pseudocylammina, Anchispirocyclina, Trocholina; чисто карбонатные осадки с этими крупными фораминиферами, вероятно, отлагались в изолированных водоемах, лагунах и на связанных с ними отмелях, в теплой воде с затрудненной циркуляцией. Другие формы, такие как Alveosepta, находятся в мергелистых известняках с терригенной примесью, вероятно, представляющих собой образования вод, изменяющихся от солоноватых до пресных, Trocholina образуют наиболее стойкие частицы, поскольку они имеют крепкий скелет, разделенный на камеры с толстыми стенками, и встречаются в грейнстоунах и оолитовых спаритах. Стандартная микрофация 18.

J3 Онкоидально-пизолитовые известняки (Мумиенкальк), светлоокрашенные, с разнообразной структурой от грейнстоунов до вакстоунов. Эти водорослевые «бисквиты» (сростки) обычно крупные (несколько сантиметров), и их известковисто-илистые оболочки могут содержать в больших количествах водорослевые нити и трубочки Girvanella. По микроструктуре они очень похожи на Sphaerocodtum. Такие осадки встречаются на отгороженных морских отмелях и в лагунах, где течения были достаточно сильными для того, чтобы переворачивать легкие обломки Современные ложбины с умеренными скоростями течений в приливной зоне или на отмелях шельфовых окраин содержат онкоиды живых синезеленых водорослей похожие на частицы, встречаемые в обломках Мумиенкальк. Юрские онкоиды однако, в значительной мере были прочнее, чем современные, в тот  момент когда они попадали в осадок, и в этом они больше похожи на пресноводные водорослевые «бисквиты». Хороших морских аналогов таких прочных частиц не обнаружено, за исключением бобовин и желваков красных водорослей. Стандартная микрофация 22 (табл. XVA).

J4. Оолитовые грейнстоуны со сложными заключенными в оболочку ооидами; ядра представлены обломками раковин или пеллетоидами. Прекрасная сортировка, полное отсутствие глинистой примеси в осадках указывают на аккумуляцию на барах и отмелях с приливными течениями высоких энергий, которые перемещали осадки туда и обратно почти непрерывно. Такие хорошо сформированные ооиды больше характеризуют окраины шельефа, чем отгороженные отмели или пояса вдоль берегового отложения песков. Стандартная микрофация [16.

J5. Биокластические грейнстоуны - пакстоуны. Обломки брахиопод, мшанок, морских ежей, кораллов, моллюсков находятся в зернистом осадке, связанном с разрушением отдельно стоящих рифов или отмелей, разбросанных вкрест простирания шельфа. Большая часть частиц истерта, покрыта оболочками, местами присутствуют ооиды и литокласты. Фауна указывает на нормальную морскую соленость и свободную циркуляцию. Стандартная микрофация 11.

J6. Баундстоуны коралловых фаций. Гроздеподобные и пластинчатые формы прикрепляющихся кораллов создают часть твердого скелета рифов вместе с толстостенными пелециподами Diceras. Осадки между постройками кораллов обычно состоят из истертых, заключенных в оболочки и округлых биокластов различных типов, указывающих на воды нормальной солености и циркуляцию открытого моря. Стандартная микрофация 7 (фреймстоун).

J7. Рифовые известняки, построенные главным образом губкоподобными кишечнополостными. Эти организмы очень похожи на палеозойские строматопоры. Вероятно они более приспособлены к теплым водам и повышенной солености, чем кораллы. Стандартная микрофация 7 (фреймстоун).

J8. Губковые фации с водорослями и прикрепляющимися фораминиферами (клубневыми) [154]. Они хорошо известны из среднего мальма Швабии и нижнего киммериджа Франконии - известняки Трейхтлинген. Большие купола с микритовой основной массой были сформированы губками в поздней юре. Стандартная микрофация 7 (бафлстоун).

J9. Золенгофенские тонкоплитчатые известняки (платтенкальк). Это чрезвычайно тонкозернистые, литографские известняки с мозаичной основной массой. Зерна размером 3-4 микрона конформно соединены между собой. Многочисленные кокколитовые остатки различаются с помощью сканирующего электронного микроскопа. Слои известняков (Flinze) мощностью несколько сантиметров разделены еще более тонкими слоями мергелей (Faule). Слоистость почти совершенно ровная и правильная, за исключением отдельных текстур оползней. Сохранение целых ископаемых организмов и отсутствие бентоса или следов сверления указывает на отложение ниже базиса волн, в глубоких водах, более соленых и более анаэробных чем нормальные неритовые. Эти бассейны лежат сразу за рифами и органогенными постройками, которые обращены к Альпийскому прогибу и протягиваются через всю Европу. Разновидность стандартной микрофации 3 (табл. XXVIII).

Шельф Ближнего Востока

J10 Водорослево-биокластовые грубые грейнстоуны. Эти осадки особенно характерны для Восточно-Арабской зоны Ближнего Востока. Истертые и округлые частицы достигают нескольких миллиметров в диаметре. Некоторые из них заключены в оболочку. Большое количество частиц микритизировано, перекристаллизовано и растворено. Цемент состоит из линейно-вытянутых друзоподобных зерен или блочно-мозаичного кальцита. Организмы представлены слабо измененными кусочками   красных (?)   водорослей,   фораминифер,   гастропод  и   реже   двустворок или брахиопод. Осадки накапливались в условиях промываемых течениями мелководий или баров, вероятно, при повышенной солености. Присутствуют небольшие оолиты. Разновидность стандартной микрофации Л (табл. VIIА). J11. Грейнстоуны - пакстоуны с дазикладациями. Хорошо известны позднеюрские дазикладации Clypeina Jurassic. Они находятся в осадках с различной структурой и на различных стадиях расчленения. Обычны также более крепкие формы, такие как Actinoporella и Salpingoporella. Грейнстоуны особенно типичны на Ближнем Востоке (формация Араб). Современные дазикладации получают расцвет только в исключительно мелких водах (всего несколько метров), но они выдерживают значительные колебания солености от солоноватых до соленых (более 60 промилле). Стандартная микрофация 18 (табл. VIA).

Склоны   Альпийского   прогиба

J12. Алевритовые и глинистые темные пелитоморфные известняки и вакстоуны с рассеянным бентосом и пелагическими биокластитами. Обычны спикулы губок. Встречаются моллюски, морские ежи, брахиоподы и в обломках криноидеи. В некоторых слоях отмечаются многочисленные пластинки рук пелагических морских лилий таких, как Saccocoma и офиур. Слоистость тонкая плоско параллельная с ритмичными прослоями мергелей. Такие склоновые известняки образуют переходные комплексы от шельфовых окраин к прогибам. Например, мергели Эффингер и слои Бирменштофер в центральной Швейцарской Юре. Стандартная микрофация 1 или 3.

J13. Темные микропеллетоидные микритовые известняки. Состоят из кальцитовых алевритов и тонких псаммитовых частиц карбонатов, основная масса пелитоморфная или крупнозернистая. Тонкая градационная слоистость (мощность слой-ков несколько сантиметров) отвечает дистальной части турбидитов. В псаммитовых слоях преобладает микритовая основная масса. Для таких известняков характерна тонкая плоско параллельная и правильная слоистость. Примером может служить Квинтеркальк в гельветских покровах Альп. На Ближнем Востоке такие черные известняки переслаиваются с эвапоритами и накапливаются в бассейновой обстановке. Стандартная микрофация 1.

J14. Светлоокрашенные пелагические (кремнистые) микритовые известняки без глины обычны в австро-альпийских покровах Южных Альп (Аптихускальк, Обералм, Майолика, Биансон) и нредставлены тонкими и ритмично-слоистыми известняками с очень маломощными мергелистыми прослоями; некоторые слои могут быть спикулититами, в основном состоящими из известковистого нанопланктона, богатого калпионелидами и кокколитами. Фауна пелагическая: аптихи аммонитов, Nannoconus, Globochaete, тинтиниды и радиолярии. В некоторых из этих слоев найдены похожие на замочную скважину брахиопода Pygope. Иногда отмечаются мощные прослои аллодапических (турбидитовых) известняков и даже местами грубые оползневые брекчии, такие как известняки Бармштейн в Зальцбурге. Очень раннее диагенетическое или конседиментационное растворение арагонито-вого материала у основания компенсационной зоны, описанное для некоторых слоев, свидетельствует о возможности их образования в трогах с глубинами несколько тысяч метров [126]. Стандартная микрофация 4 с прослоями СМФ-4 (табл. III).

J15. Известняки с очень тонкими раковинами двустворок и брахиопод, называемые иногда «нитчатыми микритами». Halobia, Halollela, Posidonia (Bisotra) представляют собой пелагические двустворки с чрезвычайно тонкими раковинами. Такие организмы накапливались в больших количествах, формируя известняки-ракушняки (люмахели) с микритовым заполнителем на дне мезозойских прогибов. Они особенно широко распространены в триасовых и юрских геосинклинальных слоях. Пелагическая разновидность стандартной микрофации 8  (табл. XXIX С).

J16. Радиоляриты. Это неправильно тонкослоистые (нодулярные) красные, пурпурные и зеленые пласты, отражающие очень медленное осадконакопление на больших глубинах за счет накопления кремнистых и известковистых раковин. Происходит широкое взаимозамещение Si02 и СаС03. Опаловый кремнезем изменяется в кристобалит, халцедон и кристаллический кварц. Цемент, как правило, имеет глинисто-кремнистый состав, любой известковистый цемент подвергается окремне-нию при диагенезе. Радиолярии, образующие основную массу первоначального осадка, плохо сохраняются. В этих осадках, как правило обнаруживают также микроскопические виды Globochaete alpina, биологическое положение которых неизвестно. Цвет пород определяется примесью железа или марганца; содержание карбонатистого вещества или глин высокое. Радиоляриты имеют обычно мощность лишь в несколько десятков метров,  формируясь в  прогибах с дефицитом  терригенного материала, ниже уровня компенсации карбонатов. Местами условия их накопления могли возникать в трогах с крутыми склонами, о чем свидетельствуют прослои брекчий, кластических турбидитов с алевритами, сланцев и литокла-стических известняковых микробрекчий. В таких слоях могут быть встречены следы волочения и градационная слоистость, образованная чуждым кластическим материалом, поступившим в прогиб с поднятий в геосинклинали. Присутствуют также массивные брекчии мутьевых потоков, мощностью несколько метров, они нарушают подстилающие их тонкослоистые пласты, образуя в них борозды, русла и следы нагрузок (табл. XXIXA). J17. Красные (желваковые) конгломератовидные известняки Кнолленкальк или Ам-монитико Россо). Красные желваковые конгломераты с микритовым, реже крупнокристаллическим кальцитовым цементом. Слоистость тонкая, изменяется от волнистой до линзовидной. Микростилолиты и железо-марганцевые корочки обычно отмечаются на границе обломков, но в некоторых случаях границы между обломками и цементом нечеткие. Для многих обломков устанавливается незначительный перенос, для других - отчетливо. Есть признаки раннего диагенеза и течения осадков. Выявлено оползневое и турбидитовое переотложение осадков (табл. XXIX В).

Некоторые гальки окружены слоистыми корочками, представляющими, по мнению исследователей, строматолитовые водоросли. Известны следы зарывания типа Chondrites и Zoophycos. Преобладает пелагическая фауна, хотя обнаруживаются аллохтонные остатки брахиопод, криноидей, моллюсков. Могут присутствовать известковистые формы микропланктона, такие как Saccocoma, Globochaete и Stomiosphaera. В некоторых случаях в пределах конкреций почти весь известковистый микропланктон отсутствует, возможно, он был растворен на самых ранних стадиях - даже в процессе осадконакопления. Преобладают из-вестково-илистые ядра аммонитов. Арагонитовые раковины не сохраняются, даже в виде замещений кальцитом. Детальное петрографическое изучение показывает, что этот тип раковин растворяется полностью до захоронения. Следы ползания аммонитов на границе между осадком и морской водой создавали неровности, образовав нарушенные плоскости наслоения, напоминающие «твердое дно». На подобных уровнях обычно обнаруживают корки железо-марганцевых карбонатов. Эти данные указывают на очень медленную седиментацию в относительно глубоководных условиях. Низкий темп осадконакопления подтверждается малой мощностью таких слоев, достигающих обычно только 25 м или немного более; на стратиграфическую «конденсацию» указывают прослеживаемые в таких слоях многочисленные аммонитовые зоны.

Возможно несколько причин образования желваковой структуры и глубины ее возникновения. Предлагаемые ниже гипотезы не обязательно исключают друг Друга:

а)  растворение корочек и образование стяжений на очень глубоких участках океанского дна - ниже уровня компенсации арагонита, который равен 4000 м. Холлеман [158], Гаррисон и Фишер [126] назвали этот процесс «субрастворением». Никто не может быть уверен в том, что глубина   уровня   компенсации   карбонатов   в   юре   была   такой   же,   как в современных океанах;

б)  конкреционный рост стяжений, связанный с увеличением роли Mg в кальците и растворением арагонита в условиях мелководного погребения осадков - в результате сегрегации извести в несколько мергелистом субстрате. Глубина воды от зоны фотосинтеза до первых сотен метров (X. С. Дженкинс, личное сообщение);

в)  желваки образуются в раннем диагенезе при растворении - уплотнении и растворении под давлением перекрывающей толщи осадка и на различных глубинах до 1000 м (X. Занкл, личное сообщение);

г)  желваковая структура формируется в результате перемещения частично литифицированного осадка с приподнятых областей морского дна; желваки в этом случае представляют собой частично настоящие обломки.

Такие известняки широко распространены от Марокко до Греции, имеют лейасово-мальмский возраст. Известняки были обнаружены также на западе Атлантического бассейна, непосредственно восточнее Багамских островов. Большинство геологов рассматривает их как особые осадки, медленно накапливающиеся ниже базиса действия волн, но в окислительной среде. Бернулли [35], считает, что эти осадки сформировались на вершинах и склонах подводных поднятий на различных глубинах северной континентальной окраины Тетиса. Они подстилались, вероятно, континентальной корой и, следовательно, накопились на глубинах, не превышающих первые тысячи метров.

 

 

РИФОВЫЙ ПОЯС ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЕВРОПЫ

Область мощных (600-900 м) и массивных карбонатов, охватывающих по возрасту всю верхнюю юру, простирается с востока на запад от Кавказа, через Южную Польшу, ФРГ, изгибаясь на юг через Юрские горы Швейцарии и Франции (рис. IX-1). В ФРГ для этого разреза используются старые названия Мальм и Белая Юра. Этот широкий рифовый пояс не включает, однако, всех коралловых рифов в европейских верхнеюрских слоях. Тысячи коралловых биостромов и лоскутных рифов существуют за пределами пояса (севернее и западнее), главным образом в оксфордских слоях. Они хорошо известны в Британии, а также были описаны в долине р. Йонны в Центральной Франции .[310]. Швейцарская часть Юрских гор представляет собой классическую область для детального изучения юрских рифов; древняя толща (Рорасьен) включает породы рифового комплекса, фации бассейнов, окружающих рифы, известные под названием Арговьен.

Рифовые фации продолжаются из Юрских гор через почти не дислоцированные слои альба Швабии и Франконии или через плато, расположенное севернее Альпийского пояса. Региональные палеотектони-ческие факторы формирования этого рифового пояса отчасти выяснены. Карбонатные образования рифов представляют собой осадочные фации краевых частей шельфа, граничающие с доорогенным прогибом Тетиса. В Швейцарии переходные фации наблюдаются в обнажениях, где видно, как простирающийся с востока на запад рифовый пояс сменяется на юге глубоководными карбонатами и сланцами. В Швейцарии рифовый пояс мог формироваться на позднепалеозойских (герцинских) хребтах и массивах, часть которых, возможно, выступала в качестве островов на позднеюрском шельфе. Рифы, вероятно, развивались вдоль погружавшихся окраин этих структурных направлений.

Выходы на поверхность рифового пояса достигают не менее 100 км в ширину, что связано с отступанием рифов с северо-запада к югу и востоку; в последнем направлении рифы поднимаются в разрезе от верхов Оксфорда через титон до самых верхов юры. Юрские рифы портланд-киммериджского возраста можно наблюдать вблизи Белли и Йенна во Франции, в 80 км к востоку от Лиона; они установлены также в районе Базеля в Северо-Восточной Швейцарии в оксфордских слоях благодаря работам Циглера [432], Боллига и Барри [43]. На Швабском плато губковые рифы позднего Оксфорда - среднего киммериджа (мальмские слои от бета до эпсилон) венчаются коралловыми рифами позднего киммериджа (мальмский слой зета). Во Франконии, далее на восток вдоль плато, вблизи Нейбурга на Дунае, Эйхштетта, Кельгейма и Регенсбурга коралловые рифы самых верхов юры (титона) развиты над губкосодержащими слоями раннекиммерийского возраста.

Юрские горы Швейцарии

На рис. IX-3 показан разрез в направлении с северо-запада на юго-восток через Швейцарскую Юру в нескольких километрах западнее Базеля. Он располагается вдоль северо-восточного угла карты (рис. IX-4), примерно проходя через Тиргартен и Мутье. Остается неясным стратиграфическое положение мергелей Эффингер, которые, возможно, накапливались в глубоком прогибе с дефицитом терригенных осадков, и в этом случае являлись более молодыми, чем линейные ранние рифы шельфовых окраин {43], или представляли собой фации, эквивалентные рифам в интерпретации Циглера [432]. Спорность корреляции не отражается на понимании фациальной обстановки.

 

Рис. IX-З. Разрез вкрест простирания оксфордских слоев в Юрских горах Швейцарии. Условные обозначения см. на рис. III-1. Изображены алевритовые и онкоидные известково-илистые фации в лагуне, переходящие через оолитовые грейнстоуны с кораллами в лоскутных рифах в биокластитовые вакстоуны и глинистые слои впадины. Продвижение фаций показано на протяжении 15 км через Юрские горы вблизи Базеля и до Джорджес де Пичоукс. По Боллигеру и Барри [43]

Рис. IX-4. Фации «средний Рау.расьен» (ранний киммеридж) на широкой (10 км) коралловой рампе, вблизи края карбонатной платформы и узком поясе пизолитов Какьюрелла, вероятно на шельфовой окраине. Другой узкий пояс темных тонкослоистых (переходных) известняков лежит в прогибе перед коралловым рифом. Линия разреза, приведенного на рис. IX-З, показана в северо-восточном углу карты, через Мутье. Из работы Зиглера [432]

1 - коралловые известняки; 2 - пизолиты Какьюрелла; 3 - переходные известняки; 4 - удаленные от шельфа глинистые известняки; 5 - местонахождение аммонитов

 

Установлены три фациальные провинции, сменяющие друг друга к юго-востоку:

1)на северо-западе - мелководный шельф с седиментацией на приливно-отливной равнине и в пресноводных озерах;

2)пояс, простирающийся с северо-востока на юго-запад с кораллами и биокластическими рифовыми обломками, с многочисленными оолитовыми осадками;

3)пояс известняков и мергелей юго-восточного склона с фауной открытого моря, включающей аммониты; в гельветских покровах и автохтонном разрезе массива Аар в Квиннтеркальке обнаружены эквивалентные слои, представленные черными, иногда глинистыми известняками с пелагической фауной.

Благодаря упомянутым выше стратиграфическим исследованиям, а также работам Джуди [138] возможна весьма точная корреляция верхнеоксфордских слоев через эти фациальные пояса в Юрских горах с севера на юг. Слои, показанные на рис. IX-3, ниже рассматриваются детально, так как они представляют собой пример изменения фаций вкрест простирания шельфовой окраины мезозойского возраста, а микрофации и биота их особенно хорошо известны.

Бассейновые отложения, эквивалентные рифам, представлены коричневыми спикуловыми, пеллетовыми и вакстоуновыми известняками (слои Бирменшторф) с кремневыми конкрециями, образовавшимися за счет разложения спикул шестилучевых губок. Типичные ископаемые представлены брахиоподами (ринхонеллами и теребратулами), крупными двустворками, такими как Lima, иглокожими, гастроподами, белемнитами и аммонитами из группы перисфинктес. При удалении от рифовой области содержание глины в слоях увеличивается. Севернее, по мере приближения к краю рифов глинистые слои переходят в микробиокластические вакстоуны, местами содержащие грубые рифовые обломочные известняки. Настоящих шлейфов рифовых обломков не обнаружено. Фауна во многом сходна с наблюдаемой в слоях на склонах бассейна, цефалоподовые и губковые комплексы дополняются цидароидными морскими ежами и мелководными двустворками.

25-метровая толща склона бассейна увеличивается в мощности к северу в направлении банки коралловых желваковых известняков (слои Лизбург). Эти слои являются переходными от подстилающих глинисто-песчанистых и содержат исключительно обильную ископаемую фауну с многочисленными плоскими колониями кораллов Thamnasteria (составляющими почти половину объема породы), криноидеями, цидароидными морскими ежами, двустворками - пектенидами, брахиоподами, тереблатулами и литистидами. Перекрываются слои Лизбург массивными коралловыми известняками. Кораллы нижних частей этих банок представлены блюдцевидными Thamnasteria в микритовом цементе. Выше они сменяются округлыми кораллами и крупными ветвистыми кораллами, такими как Latomaeandra, с которыми ассоциируют лишь некоторые определимые иглокожие, брахиоподы и двустворки. Хотя литокластических шлейфов рифовых обломков не наблюдается, в верхней части рифа встречаются часто грубые биокластические пакстоуны. Коралловые постройки состоят из серий отдельных лоскутных или бугристых рифов, образующихся на пологом склоне, наклоненном под углом в 1-2°. Эта склоновая поверхность была скрыта под умеренно турбулентными водами глубиной от нескольких метров до нескольких десятков метров. Прибой, который мог перемещать многочисленные грубые обломки    вниз по    склону, отсутствовал. Волновая активность средней силы вымывала тонкий материал и образовывала вокруг выступающего рифа ореол биокластических песков. Некоторое количество известкового ила прослеживается в пределах кораллового каркаса.

Другие фации - онколитовые, оолитовые, биокластовые известковистые пакстоуны - грейнстоуны развиты вдоль пологого склона рампы коралловых бугров (пизолит Какьюрелла). Биокласты могут быть заключены или не заключены в оболочку, часто встречаются хорошо образованные ооиды, обычны онкоиды (обрастание водорослями гастропод, двустворок, мшанок и члеников криноидей). В основании часты серпулиды и обычно присутствуют обломки кораллов. Иногда наблюдается неясная косая слоистость, по-видимому, эти осадки сформировались в турбулентной среде при быстрой аккумуляции песчаных и гравийных гряд. Подобные фации рассматриваются как присущие гребню рифа, куда осадки выбрасываются и нагромождаются вблизи уровня моря со стороны коралловых плато с макушками кораллов и биокластами. Низкий профиль, формы роста кораллов и внутреннее строение рифа во многом сходны с тем, что наблюдается в девонских слоях и образует II тип шельфовой окраины по классификации автора - рампа бугристых рифов.

Также хорошо выявляются некоторые зарифовые фации. Благодаря регрессии они хорошо обнажаются как позади системы позднеоксфордских рифов и стратиграфически выше них, так и перед нею. За платформой мелоподобные известняки (толща Сен-Ирсанн) перекрывают с постепенным переходом пизолитовые осадки. Среди этих слоев тонкозернистого писчего мела находятся лоскутные рифы. Кораллы в последних свидетельствуют об интересной экологической последовательности, подмеченной Пюмпиным [290]. В нижних слоях установлены компактные кораллы, такие как Thamnasteria, за которыми следуют пучковидные формы: Calamophyllia и Cladocora. Между кораллами располагаются красные водоросли Ptychochaetetes и крупные Solenoporа. Выше в рифах обнаруживаются крупные ветвистые кораллы Latomaeandra и Thamnasteria gracilis. Рост рифов заканчивается появлением крупных головоподобных кораллов Stylina и красных водорослей Solenopora. He все неправильные обрастающие кораллы также могут венчать эту последовательность. На рифах жили многие толстостенные моллюски, такие как Diceras, Cardium, Nerinea. Некоторая последовательность роста кораллов может быть подмечена в оксфордских лоскутных рифах в долине Ионны в юго-восточной части Парижского бассейна у Мерри-Сюр-Йонн (рис. IX-5).

Слои, известные как Ворбургский горизонт, образуют другую тыловую рифовую последовательность светло-серых, плотных, гомогенных известняков и вакстоунов, содержащих рассеянные онкоиды. Верхняя часть Ворбургского горизонта представлена слоистым водорослевым покровом приливной зоны, с эоловыми кварцевыми алевритами и устойчивыми акцессорными минералами: цирконом, рутилом и турмалином. Мергелистые прослои содержат пресноводных остракод и харо-вых оогоний и указывают на существование древних озер и соляных болот. Черные известняковые конгломератовые брекчии и твердое дно маркируют перерывы или очень медленное осадконакопление. Более глинистые слои в тылу рифов (мергели с Natica) перекрывают горизонт Ворбург. Они содержат некоторое количество железистых оолитов и калькаренитов с локально развитыми водорослевыми покровами. Встречаются также нормальные морские организмы, обитатели вод с открытой циркуляцией: улитки - Natica, Nerinea, двустворки - Pecten, Trigonia и Mytilus, брахиоподы - Rhynchonella и Terebratula, морские лилии и ежи - Cidaris и Stomechinus.

 

Рис. IX-5. Идеализированный позднеюрский изолированный или лоскутный риф или рифовый холм (бугор), отражающий вертикальное изменение биологической последовательности и развитие коралловых форм. Пластинчатые формы кораллов переходят в дендроидные и корковые массивные. Губки сменяются кораллами, красными водорослями и Diceras. Основная масса изменяется от микритовой у основания рифа до грейнстоуновой у его вершины

1 - Diceras   (анцестральные   рудисты)   и   брахиоподы;   2-корковые   неправильные кораллы     и

красные   водоросли;   3 - головоподобные   кораллы   (Stylina);   4 - ветвистые   кораллы (Thecosmilia);

5 -листовые, пластинчатые Thamnasteria; 6 - литистидные губки; 7-9 - структуры (7 - биокластиты  с  оболочками   вокруг  зерен,   8 - биокласты,  9 - микритовый   заполнитель)

 

Другая характерная микрофация в тылу рифов представлена светло-серыми, хорошо слоистыми онкоидными микритами («муммиевые слои»). В этих осадках обрастающие слоистые водоросли связаны с обломками крупных раковин, таких как кораллы, морские лилии, гастроподы, брахиоподы и моллюски. В микрите между желваками встречаются характерные крупные фораминиферы: Pseudocyclammina, Nautiloculina, Cristellaria, милиолиды и текстуляриды.

Водоросли, обнаруженные в зарифовых фациях, представлены в основном нерифоидными формами. Известковые водоросли включают кодиации в форме небольших пучков (до 1 см в поперечнике). Сау-euxia, Marinella, LMhocodium. Прикрепляющиеся синезеленые водоросли имеют бобовую или бисквитную форму, с неправильными выступами или концентрически изогнутыми корочками и образуют сростки с трубочками Girvanella. Водорослево-фораминиферовая ассоциация свидетельствует об очень мелких теплых, чистых водах с варьирующей соленостью. Циркуляция должна обеспечить перемещение онкоидов, но быть достаточно слабой для вымывания ила. Главные водорослевые слои (Гауптмумиенкальк) широко распространены в Юрских горах.

 

Рис. 1Х-6. Губковые купола в киммериджских слоях Швабии, около Менцингена. По Гвиннеру [136]. Купола сложены микритами с включениями литистидных губок. Слоистые известняки перекрывают купола на фланге. Высота купола не менее 50 м

Швабский Альб

За складчатой Швейцарской Юрой, через Рейн и севернее Дуная юрские породы обнажаются в пределах широкого известкового плато, простирающегося к востоку через ФРГ и образующего Швабский и Франконский альб. Выходы отложений верхней юры (мальма) здесь имеют ширину 40 км и продолжаются на несколько сотен километров непрерывным широким рифовым поясом, обнажаясь в Юрских горах Франции и Швейцарии. Эти обнажения представляют собой классическую область для изучения аммонитовой зональности, предпринятой еще Оппелем в начале 19 столетия. Недавно исследование фаций было проведено Гвиннером [137] и Олдингером .[9] в Швабии, а Бартелем [23] во Франконии. Рифовые обнажения интересны здесь и потому, что они демонстрируют прогрессивное изменение фаций. Древние постройки представляют собой губково-водорослевые микритовые холмы и купола, сформировавшиеся в нижней части склона и составляющие тип I шельфовых окраин. В течение юры кораллы стали преобладать над губками и постройки рифов достигли волнового базиса, появились мелководные фации (тип II шельфовых окраин). Эти фации имеют разный возраст и мигрируют к востоку так же, как и к югу.

Обычно «нормальный» разрез мальма в Швабии состоит из чередующихся мергелей и ритмично-слоистых известняков - чаще всего вакстоунов, с плохо отсортированными биокластами моллюсков, брахиопод, серпулид, губок и небольшим количеством онкоидов. Крупные фаунистические остатки представлены аммонитами и тонкостенными моллюсками; фораминиферы, спикулы губок и многочисленные кокколиты встречены среди микритовой основной массы. Широкий пояс микритовых куполов появляется в верхнеоксфордских слоях. Купола обогащены спикулами губок с многочисленными прикрепляющимися водорослями и трубчатыми фораминиферами. Такие слои являются возрастными эквивалентами коралловых рифов юры, но они свидетельствуют о более глубоководной обстановке в рифовом поясе. Купола, относимые к фации Массенкальк, были развиты в виде неправильных массивов рассеянных в рифовом поясе, позднее (в мальмских горизонтах дельта и эпсилон) они образовали широкий покров массивных известняков. В позднем киммеридже этот пояс имел ширину возможно в 100 км, теперь он продолжается под молассовой равниной к югу. В отдельных куполах можно наблюдать постепенные переходы и переслаивание массивных и нормально слоистых известняков и мергелей. Местами, однако, они аккумулировались как очень крупные массивы быстро аккреирующих и неуплотненных карбонатов. В районе этих куполов рельеф морского дна достигал 100 м, что может быть установлено при наблюдении стратиграфического прислонения на противоположных сторонах построек. Наклон склонов куполов в среднем составлял 10-15°, но мог быть значительно более крутым (рис. IX-6).

Породообразующие губки имели уплощенную или караваеподоб-ную форму с заметным окремнением, теперь они в основном замещены кристаллическим кальцитом. Губки находятся среди микритовой основной массы. Обычно макрофаунистические остатки значительно варьируют по своему видовому составу и представлены губками (8-10%), мшанками (10%), брахиоподами (20%), серпулами и другими обрастающими формами (35%), аммонитами, различными двустворками, белемнитами и т. п. (13%). По объему преобладают губки с многочисленными обрастающими водорослями и трубчатыми фораминиферами, беспозвоночные представлены раковинами, состоящими из небольших форм, обитающих ниже губок. Многочисленные известковые корочки окутывают губки, представляя собой, по-видимому, симбиоз водорослей и нубикуляридовых фораминифер, последние растут преимущественно вверх (подобно сталагмитам) и образуют бугорки и пеллеты [154] Кроме того, водорослевые (?) строматолиты в высоких куполах приурочены к местам развития водорослево-трубчато-фораминиферовых ассоциаций.

Губково-водорослевые купола рассматриваются как образования спокойных, относительно глубоких вод, свойственных обычно карбонатным постройкам глубин по следующим причинам:

1)  рельеф, достигающий 100 м, выражен стратиграфически межрифовым выполнением на противоположных сторонах куполов; глубины межрифовых областей, по крайней мере большей их части, были значи тельными до конца времени роста построек, а возможно - и в начале;

2) одновозрастные куполам слои представлены переслаиванием мергелей и известняков или глауконитовыми прослоями, которые могут быть широко прослежены через Швабский альб - по существу указывая на седиментацию ниже волнового базиса;

3)микритовый заполнитель куполов свидетельствует об осадконакоплении в спокойных водах;

4)кремнистые губки получают расцвет, как правило, на значительных глубинах;

5)сверлящие организмы практически отсутствуют;

6)нет признаков осыпей или широко развитых биокластических образований, окружающих купола;

7)вершины куполов заселялись водорослями, но не кораллами-таким образом, их вершины были в зоне фотосинтеза, но ниже волнового базиса; глубина моря могла достигать 50 м.

Выше по разрезу (мальмский слой зета, верхний киммеридж или титон) губково-водорослевые купола заселяются рифовыми кораллами подобно тому как это наблюдается в горах Швейцарской Юры. Зарифовые фации косослоистых биокластических оолитовых осадков формируются восточнее и севернее [136]. Обломки представлены фрагментами морских ежей, двустворок, мшанок, кораллов, известковистых губок, а также литокластами. На обломках наблюдаются микритизиро-ванные корочки. Основная масса может быть микритовая или спаритовая. Обычно наблюдаются пакстоуны, но характерны и грейнстоуны. Вместе с водорослями, ассоциирующимися с кораллами, присутствует фауна толстостенных моллюсков (Nerinea и Diceras). Как и купола, рифы, дорастая до волнового базиса и возвышаясь над прогибами, увеличивают рельеф, а прогибы заполняются мергелями, местами с пелагической и нектонной фауной, но без бентоса. Этот золенгофенский тип отложений известен у Нусплингена в Швабии. Значительный подводный рельеф, который существовал в это время, выражается широко развитыми необычно тонкозернистыми слоями, градационными брекчиями, оползневыми брекчиями и оплывшими массами. В массивных оползнях смешаны обломки рифов и обломки пелитоморфных известняков фланговых слоев.

 

Рис. IХ-7. Карта выходов мальмского слоя зета-2в (киммеридж) в долинах рек Альтмюль и Дунай во Франконии (ФРГ). Показан Золенгофенский прогиб, окруженный коралловыми и губковыми фациями. По Фрейбурту [120]

1 - илистый Золенгофен; 2 - рифовые фации; 3 - рифовые обломки

Франконские рифы

Центрально-Европейское плато продолжается севернее Дуная, далее на восток во Франконию. Ранний мальм представлен здесь губковыми куполами, слоистыми известняками; поздний мальм представлен сильно фоссилифицированными коралловыми рифами, образующими изолированные выступы с рельефом в несколько десятков метров. Изолированные рифы варьируют по площади от 25 до 75 км2. Местами, 1-2 км фланговые слои окружают отдельные рифовые ядра. Они хорошо обнажены в долинах Альтмюля и Дуная (рис. IX-7) и были палеонтологически изучены во многих местах [25, 27, 28]. Рифы прослеживаются до самых верхов юры (поздний титон) и вместе с регрессией распространяются на юг в пределы трога Тетис [23]. Самые верхние рифовые фации переслаиваются с темными известняками, похожими на гельветский квинтнеркальк в скважине, которая пробурена через молассу вблизи Мюнхена. Далее к югу эквивалентные по возрасту слои в австро-альпийских покровах в Северных Известняковых Альпах представлены различными геосинклинальными фациями.

Состав рифовых холмов различается в зависимости от стратиграфического положения в пределах поздней юры. Древние губково-водорослевые бугры «холмы» у Кельгейма и вблизи Регенсбурга на Дунае имеют раннекиммериджский возраст и, согласно Баушу и Цейсу [28], венчаются обрастающими кораллами Microsolena и губкоподобными мшанками, образующими каркас (18% объема) с меньшим (менее2%) количеством макрофауны - морскими лилиями, улитками, брахиоподами, одиночными кораллами и губками, также находящимися в центре ядра. Рифовый детрит составляет 80% общего объема накоплений и представлен криноидеями, улитками, одиночными кораллами, крупными двустворками, включающими Diceras. Около половины обломков заключено в коралло-мшанковом каркасе, а другая формирует фланговые рифовые осыпи, круто наклоненные от ядра. Другие слои, обнажающиеся у юго-западной части Франконии, вблизи Нейбурга на Дунае представлены несколько отличными рифовыми фациями. Здесь ядро рифа Лайсаккер (ранний титон) содержит незначительное количество губкоподобных гидроидных, но большое количество обрастающих кораллов (Microsolena), которые нельзя не заменить (более чем 20 видов). Ядро содержит крупные коралловые стебли до 1,5 м в диаметре с многочисленными сверлящими Lithophaga. Некоторые кораллы сильно разрушены, особенно тонкие формы Enallhelia и образуют многочисленные обломки. Более чем 100 видов моллюсков встречены в этих слоях. Обнаружены такие крупные формы, как Trichites, лимниды, пектениды, Praeconia и плевротомариды. В фациях ядра присутствуют очень интересные пелоидные микриты, так же как и грубые биокластиты, в качестве основных цементирующих частиц выступают прикрепляющиеся синезеленые водоросли. Фланговые обломочные слои состоят из биокластитов и литокластитов со структурой пакстоунов и грейнстоунов с многочисленными большими колониями Thecosmilia - подобных пучковидных кораллов. Некоторые из этих пород крупнозернистые. Растворение и доломитизация в этих слоях связаны, очевидно, с их собственной пористостью. В отличие от древних рифов Кельгейма, во внутририфовых слоях присутствует некоторое количество ооидов и онкоидов, а толстостенные Diceras отсутствуют. Отсутствуют и дазикладации, также как и кораллиновые красные водоросли. Как в ядре, так и во фланговых слоях повсеместно встречаются сверлящие губки Cliona и Ento-Ыа, изобилующие как на неподвижных, так и на дрейфующих раковинах аммонитов. Различия в биологической характеристике связаны с более поздней локализацией рифов, которые до некоторой степени выдвинулись из открытого моря.

Заключение по мальмскому рифовому поясу

1. Вдоль всего пояса ядра изолированных (лоскутных) рифов окружены оторочками биокластических фланговых рифовых осадков.

2.Рифовый пояс очень широкий (десятки километров), а его склон, обращенный к морю, очень пологий (1-2°).

3.По направлению к альпийско-тетисовому трогу в разрезе отмечается регрессивная последовательность осадков - постройки распространяются к югу и востоку от блока Вогез и хр. Винделициан, корней герцинского орогенного пояса.

4.Первоначально развивались губковые рифы в нижней части склона в водах глубиной десятки метров - I тип, с обрастающими водорослями, фораминиферами. Они существовали ниже базиса волнения, поднимаясь более чем на 100 м выше дна моря. Эти постройки в последующий период обмеления заселялись кораллами и гидроидными с органическими инкрустациями. По мере роста построек получали развитие крупные моллюски (Diceras); обычно постройки развиваются в пределах базиса волнения и на вершине их накапливаются обломки - продукты разрушения биоты. Такие постройки встречаются в пределах II типа шельфовых окраин.

5.Иногда вдоль рифового пояса происходит накопление органических остатков, формирующихся в полузамкнутых прогибах, глубина которых достаточна для образования необычайно тонких карбонатных илов, в которых сохраняется фауна, приносимая со стороны как суши, так и открытого моря.

ЗОЛЕНГОФЕНСКИЕ ФАЦИИ

Серия всемирно известных осадков с окаменелостями развита на плато, представлена тонкослоистыми, очень тонкозернистыми позднеюр-скими известняками и находится во Франконии и Швабии. Они сформировались в глубоких лагунных прогибах, располагавшихся в тылу рифового барьера и отделенных друг от друга рифовыми холмами-буграми. Золенгофенские известняки раньше разрабатывались для получения литографского камня, а совсем недавно из них получали плитчатый камень. Осадконакопление происходило в вытянутых вдоль рифового пояса прогибах, лежащих за его фронтом и имеющих обычно киммериджско-титонский возраст. Такие прогибы хорошо известны - Монтсех в Пиренеях, Церин во Французской Юре, Нусплинген в Швабии и наиболее значительный - в долине р. Альтмюль у франконской деревни Золенгофен, вблизи Эйхштадта. Такое неравномерное распределение прогибов было иллюстрировано Фрейбергом в 1968 г. (см. рис. IX-7). Болотистые низины лежат в общем между меридионально ориентированными бугристыми рифами и карбонатными платформами. Плитчатые известняки прогибов не очень изобилуют окаменелостями, но та фауна, которая присутствует, отличается поразительной сохранностью многих мягких частей с очень тонкой структурой, например крылышек насекомых и перьев птиц. Обширные коллекции в музеях Эйхштадта, Мюнхена, Штутгарта и других городов собраны в течение 200 лет в результате кропотливой работы исследователей.

Детальные исследования коллекций окаменелостей, недавно дополненные седиментологическим изучением, в значительной мере определили наши представления об этих своеобразных отложениях. Ранее некоторые палеонтологи рассматривали золенгофенские известняки как отложения приливно-отливных равнин, но теперь единодушно их происхождение связывается со спокойными, достаточно глубокими, локально развитыми прогибами. Продолжаются дискуссии о происхождении необычайно тонких микритовых осадков. Описание последних, так же как и окаменелостей, дается ниже, согласно современным седиментологическим интерпретациям Бартела [24], Ван-Страатана [386], Де Бюсонье [84].

Литология

1. Известняки очень тонкозернистые с кальцитовой мозаикой в 3-4 микрона. Недавние исследования с помощью электронного сканирующего микроскопа показали, что микрит состоит из многочисленных кокколи-товых пластинок [116].

2.Характерна тонкая горизонтальная слоистость - от нескольких миллиметров до 30 см.

3.Слои чистых микритовых известняков иногда переслаиваются с мергелями.

4.Известняки состоят на 97-98% из СаСO3 и на 2% из нерастворимого железисто-кремневого остатка. В прослоях мергелей содержится 85-91% СаСO3 и заметное количество глинистых минералов.

5.Отмечается ритмичная слоистость, сходная стой, которая характерна для глубоководных и склоновых известняков прогибов и геосинклиналей. Возможно, известняковые слои представляют собой разновидность турбидитов или отложений плотностных потоков, быстро осаждавшихся вслед за периодическими штормами (табл. XXVII).

6.Мергелистые слои обычно наблюдаются над областями древних поднятий; слои известняков имеют большую мощность в прогибах.

7.Отдельные известняковые слои прослеживаются от карьера к карьеру на протяжении более 8 км.

8.В слоях отсутствуют осадочные текстуры, свойственные отложениям современных приливно-отливных зон; не обнаружены водоросли, трещины усыхания, приливные каналы или промытые осадки, окончатые структуры или уплощенные гальки конгломератов; знаки ряби не характерны.

9. Иногда встречаются деформированные, оползневые и брекчированные слои. Два из  них широко распространены во Франконии. Табл. XXVII иллюстрирует один из них, развитый у Нусплингена в Швабии. Выявлено в очень небольших масштабах наличие градационной слоистости. Редко обнаруживаются знаки волочения. Эти осадочные текстуры указывают на осадконакопление на значительных глубинах с заметными склонами на бортах прогиба.

Диагенез слоев

Для золенгофенских слоев установлено более значительное уплотнение, чем обычно наблюдаемое у многих известняков.

1. Связность донных осадков была достаточной для таких организмов, как рыбы и аммониты, сохранявших вертикальное положение на дне при захоронении. Сохранились очень четкие следы в илах от зубцов и тельсонов некоторых членистоногих.

2.Ранний синерезис известковистых илов, вероятно, связан с обезвоживанием в подводных условиях. Этим обусловлена шершавая поверхность слоев при практически ровном дне. Шершавая кровля слоя стиралась движением гниющих рыбных скелетов, указывающих на раннее формирование грубой поверхности [84].

3.Уплотнение происходило в известняках, не содержащих окаменелостей. В таких слоях прослеживаемых в удалении от окаменелостей сохраняются мощности lU-7б по сравнению с мощностями слоев, где окаменелости присутствуют. Неуплотненная окаменелость часто приводит к ранней цементации залегающих на неуплотненном цоколе перекрывающих известняков Флинце. С другой стороны, уплощенные аммонитовые и другие раковины наблюдаются в кровле мергелистых слоев непосредственно под слоями Флинце.

4.На основании микроскопического изучения микритов установлены многочисленные уплощенные сутурированные зерна, что связано, вероятно, с растворением под давлением.

Органогенный состав

1. Слои действительно бедны окаменелостями, но их биологический состав разнообразен и необычен. Только плавающие морские лилии Saccocoma встречаются постоянно.

2.Окаменелости обычно находятся на поверхностях напластования слоев Флинце или мергелей Фёйлел.

3.В некоторых образцах прекрасно сохраняются мягкие части, что может быть связано g очень медленным разложением в условиях отсутствия течений и удалении бентоса. Отличная сохранность, возможно, обусловлена быстрым погребением. Пока не установлено, какая из указанных причин проявляется в действительности.

4.Всего было описано 750 видов животных и растений. Первоначальный список Иоганнеса Вальтера [392] был дополнен и исправлен, в нем содержится 99% организмов жившего в пелагических условиях морского нектона. В порядке уменьшения частоты встречаемости они ,представлены Saccocoma (свободно плавающими морскими лилиями),

аммонитами, рыбами, ракообразными, головоногими, белемнитами, рептилиями, медузами. Некоторые рыбы (1-2 м) были представлены скатами, акулами и высокоразвитыми формами, поедающими побеги кораллов. Часто встречается склеенный фекальный материал, распространяемый пелагическими обитателями (Limbricaria). Большая часть его представлена тонкоизмельченными остатками Saccocoma. Даже микритовая основная масса состоит в основном из пелагических организмов - обломков кокколитов - 0,5 миллиона в кубическом миллиметре [116].

5.  Редкие бентосные животные, которые иногда встречаются, позволяют во многом судить о придонных условиях в глубоких лагунных прогибах. Наиболее характерны членистоногие, которые представлены 70 видами 25 родов. Но даже такие из них, как подковообразный краб Limbus и покрытый колючками омар Mechochirus, наиболее выносливые к вариациям солености, не могут долго жить на дне. Сохранившиеся следы движения Limbus неправильны, они позволяют говорить о дезориентации организмов перед смертью. Остатки подковообразных крабов располагаются в конце таких следов. Двустворки также обнаруживаются у конца следа, по-видимому, они погибали вскоре после того, как попадали в подобные условия. В действительности следы очень редки на плоскостях слоистости. Все это вместе с полным отсутствием сверлящих организмов указывает на летальные придонные условия. Прочие бентосные организмы представлены такими видами, которые могут плавать, прикрепляясь к другим организмам: морским водорослям, пектенидам, устрицам, стебельчатым морским лилиям. Бентос в основном представлен небольшими, юными дрейфующими формами. Только в карьере у Зандта обнаружены настоящие бентосные организмы, очевидно, погребенные на дне в прижизненном положении. Здесь совместно встречаются панцири линьки членистоногих и представители группы офиуров. В нескольких местах обнаружены комплексы придонных фораминифер. Известно не менее 60 их видов, совместно с некоторыми радиоляриями, спикулами губок и тонкими юными формами макрофауны; многие из них - обломки рифов, вымытые из построек внешней части прогиба. Другие рассматриваются как имеющие местное происхождение. Благодаря устойчивости фораминифер к высокой солености, температуре и застойности вод, они могут свидетельствовать о некотором ограничении условий жизни на дне, убивающих макрофауну и способствующих чрезвычайному сохранению тех растений и животных, которые падают на дно.

Донные условия были спокойными. Во многих случаях аммониты или рыбы, касаясь дна в вертикальном положении, оставляют желобки и позже опрокидываются и ложатся на боковую плоскость. Рыбы чаще всего встречаются с отломанными хвостовыми плавниками, потому что они втыкались ими при падении в связанный ил, и лишь позже их тело принимало горизонтальное положение. Животные захоронялись в различной стадии разложения, но многие из них хорошо сохранились в связи с тем, вероятно, что приток известковистого ила был быстрым, хотя и периодическим.

6.  Рассмотрение золенгофенских фаций было бы неполным без упоминания о поразительных находках наземных летающих животных. Четыре скелета и их остатки известных птиц Archaeopterix теперь дополнены находками 200 видов Pterodactyls и других летающих рептилий. Большинство этих скелетов несут следы деформаций и высушивания до окончательного их захоронения, очевидно они были смыты в глубокие лагуны с ближайших побережий на севере. Редко, но встречаются и наземные рептилии, наряду с наземными растениями, такими как хвойные и цикадофиты. Найдено не менее 180 видов окаменевших насекомых. Эти биологические комплексы полностью чужды условиям осадконакопления, так же как и многочисленные животные открытого моря, принесенные как при разрушении внешних рифов, так и из открытого моря - кокколитовые споры, формирующие в основном микрит.

Условия образования

Существуют различные объяснения золенгофенских условий осадконакопления. Первоначальные гипотезы связывали образование илов с переносом ветром пыли с северных прибрежных районов или ограниченным морским происхождением в условиях мелководных плато и лагун в тылу рифов. Большая часть данных указывает на южный источник сноса и происхождение тонкого детрита за счет разрушения рифов и перемешивания с пелагическими кокколитовыми илами. По мнению Буисонье (1972 г.) внезапная гибель кокколитов связана с «красными приливами», обусловленными интенсивным привносом тонкого карбонатного ила. Другие гипотезы постулировали накопление в приливно-отливной зоне, в которой ил приобретал связность за счет периодического осушения приподнятых участков выше уровня моря. Отсутствие характерных текстур приливно-отливной зоны исключает это объяснение. Следующая гипотеза происхождения заимствована у Бартеля [24].

1.Осадконакопление происходило в частично изолированных прогибах, которые первоначально сформировались за счет неровностей донного рельефа в 30-60 м между водорослевыми губковыми рифами, вершины которых располагались ниже базиса волнения и температурных скачков, т. е. примерно на глубинах 20 м.

2.Массивы суши на севере поднимались. Это сопровождалось обмелением, ростом коралловых рифов, заселением некоторых водорослево-губковых куполов и образованием валов во впадинах, а также, что наиболее важно, формированием барьерных рифов, отсекавших впадины.

3.Карбонатное осадконакопление поддерживалось .главным образом поступлением планктона из открытого моря на юге и за счет тонкого детрита барьерного рифа.

4.Осадконакопление происходило -в условиях жаркого сезонного эвапоритового климата, что подтверждается накоплением солей в Германском, Парижском и Марокканском прибрежных прогибах. Флора и фауна также указывают на теплый субтропический климат; широко развиты цикадофиты, рептилии, насекомые.

5.Впадины становились застойными с повышенной соленостью, но отличались от эвапоритовых благодаря смешиванию вливавшихся морских вод с пресными водами, поступающими с северной суши. Рассолы имели возможность постоянно вытекать через рифовый барьер и никогда не достигали концентрации необходимой для осаждения сульфатов (100-150‰). При этом, однако, соленость возрастала до такой величины, которая была достаточна, чтобы убивать и сохранять (засаливать) организмы в сильно анаэробной обстановке.

Несколько интересных вопросов об золенгофенских фациях остаются нерешенными. Почему органического материала было недостаточно для того, чтобы окрасить осадки в черный цвет, особенно если учитывать существование субтропического- климата на северной суше?

Каким образом донные илы становились отвердевшими настолько, чтобы сохранить отпечатки?

Дно современных лагун в зоне фотосинтеза покрыто обводненным жидким илом - пленкой синезеленых водорослей и недостаточно связанными арагонитовыми осадками, чтобы сохранять след. Золенгофенские лагуны указывают на очень раннюю консолидацию донных илов,. что не характерно для современных мелководных илов, формирующихся на протяжении нескольких тысяч лет в связи с постледниковым поднятием уровня моря. Уплотненность золенгофенских пелитоморфных известняков значительно более высокая, чем ее можно ожидать при сравнении с современными мелководными известковистыми илами. Устанавливается приблизительно 4-6-краткое уплотнение рано обызвествляемых окаменелостей. Сплющивание многих организмов большее, чем это обычно наблюдается в чистых кальцилютитах.

В этой главе внимание было сконцентрировано на карбонатных постройках европейской шельфовой окраины и связанных с ними лагунных фациях. Кроме того, юрские шельфовые отложения мира также свидетельствуют о благоприятных условиях для развития оолитов. Эти фации рассматриваются в следующей главе. Представляет интерес и полоса юрских эвапоритов между 50 и 20° с. ш. Она прослеживается. как в Европе и на Ближнем Востоке, так и в Северной Америке. Европейский рифовый комплекс совпадает с 30° этой широтной эвапорито-вой области. Угли, известные в Португалии и на Кавказе, указывают на более гумидный климат севернее и западнее главного эвапоритово-го и известнякового пояса. Кроме того, в европейском и ближневосточном Тетисе, так же как в фациях Смаковер на побережье Мексиканского залива, присутствуют некоторые наиболее характерные типы глубоководных карбонатов. Часть микрофаций, перечисленных в этой главе, включает их шесть разновидностей, в том числе и радиоляриты. Другие обобщения, касающиеся карбонатных прогибов, можно найти в гл. XII.

О статье: 

Цитируется по изданию: Дж. Л. Уилсон. Карбонатные фации в геологической истории. Пер. с англ., М., Недра, 1980, 463 с. Пер. изд.: ФРГ, 1975. All Rights Reserved. Authorized translation from English language edition published by Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York.