Мировой океан представляет собой огромный резервуар, куда поступает осадочный материал различными путями: приносится реками, за счет абразии, то есть разрушения берегов волноприбоем, таяния ледников, айсбергов, эолового сноса обломков горных пород, извержения вулканов, в результате скопления остатков организмов в океане, осаждения химическим путем и скопления метеоритной пыли.

Большое количество осадочного материала поступает в Мировой океан с континента за счет разрушения горных пород экзогенными процессами и транспортировки речными потоками. Ежегодно в океан поступает около 27,5 млрд. т осадочного вещества, из них 18,53 млрдю. т приносится главным образом в виде твердых частиц.

Поступающий в бассейн осадочный материал разносится морской водой по площади моря или океана, сортируется и дифференцируется и осаждается на различных участках дна, образуя устойчивые и закономерно построенные комплексы осадочных частиц. Этот процесс осадкообразования называется седиментогенезом.

Морские отложения образуются из осадочного материала, различного по составу и происхождению, и подразделяются по этим признакам на следующие типы:

1. Терригенные - представлены обломками, образовавшимися при разрушении горных пород суши различными агентами денудации и вынесенными в морские бассейны реками, абразией берегов, занесенными ветром и айсбергами.

2. Биогенные (органогенные) - образуются за счет отмирания морских животных и растительных организмов, как представителей бентоса, так и планктона; это скопление известковых и кремнистых скелетов и раковин моллюсков, кораллов, водорослей, фораминифер, радиолярий, губок и так далее.

3. Хемогенные - химические соединения, образующиеся химическим и биохимическим путем и осаждающиеся непосредственно из морской воды. Это прежде всего карбонаты кальция (оолитовые известняки), гидрооксилы железа и марганца (железомарганцевые конкреции), сульфиды железа, фосфоритовые конкреции, хлористые соединения, сульфаты. Так, многие природные соли, например, галит, сильвин, гипс, сидерит, ангидрит и др. нередко кристаллизуются после испарения воды в соленых водоемах - озерах и морских лагунах. К хемогенным продуктам относятся также коллоидная глина (коллоидный алюмосиликат) и коллоидное органическое вещество, образующееся при разложении тканей организмов.

4. Полигенные - ассоциации осадков различного происхождения. Это красная глубоководная глина.

Распределение осадков в различных зонах Мирового океана неравномерное и определяется несколькими факторами:

· Климатическая зональность (широтная);

· Циркумконтинентальная зональность (удаленность от берега);

· Вертикальная зональность, связанная с глубиной и рельефом бассейна

В формировании осадков имеет значение и гидрологический режим морей и океанов (придонные и поверхностные, постоянные и непостоянные течения воды).

Климатическая (географическая) зональность осадконакопления в океанах проявляется и связана не только с широтными климатическими зонами, когда накапливаются различные осадки теплого и холодного климата, но и с образованием осадков в различных климатических условиях западных и восточных берегов.

Циркумконтинентальная зональность выражается в закономерности распределения осадочного материала в зависимости от степени удаленности участков бассейна от континента, что и определяет различную гидродинамику этого бассейна. Особенно отчетливо такая зональность проявляется для терригенных осадков, сложенных продуктами разрушения континентов. Близ береговой линии, где гидродинамика среды интенсивная, происходят размыв, дифференциация и осаждение более глубокого обломочного материала. По мере увеличения расстояния от суши осаждаются все более мелкие частицы. Размер осаждающихся частиц зависит и от крутизны береговых склонов и состава слагающих её пород, интенсивности волноприбоя, направления и скорости течения и так далее.

Циркумконтинентальной закономерности подчиняется и распределение мощности осадков. Максимальной мощности осадки достигают у континентального подножия (5-10 км), в пределах абиссальных равнин всего несколько сотен метров. Еще меньше мощность осадков на склонах срединно-океанских хребтов.

Вертикальная зональность проявляется в уменьшении величины обломочного материала и возрастании содержания в осадке все более тонких фракций по мере увеличения глубины бассейна и ослабления движения морской воды.

Рис. 10. Донные отложения Мирового океана; 1 - прибрежные и шельфовые, 2 - коралловые, 3 - терригенные и айсберговые, 4 - известковые пелагические, 5 - диатомовые, 6 - диатомово-радиоляриевые, 7 - красная глина

В зависимости от физико-географической обстановки осадконакопления - глубины бассейна, рельефа дна, температуры воды, солености и тому подобное - морские осадки подразделяются на следующие группы:

1. Осадки прибрежные (литоральные);

2. Осадки шельфа, или сублиторальные (неритовая область);

3. Осадки континентального (материкового) склона и его подножия, или батиальные;

4. Осадки континентального (материкового) подножия;

5. Осадки океанского ложа (абиссальные).

Осадконакопление в литоральной зоне

Для зоны литорали характерны осадки непосредственно связанные с береговой зоной, в зависимости от строения которой они быстро изменяются по простиранию. У абразионных берегов формируются терригенные отложения (от глыб до песков); для аккумулятивных берегов типичны песчаные и галечные пляжи. На низменных побережьях, затопляемых во время наиболее высоких приливов или нагонов морской воды, образуются марши - болотистые, заросшие травой луга, сложенные илистыми или песчано-илистыми наносами, на которых формируются богатые гумусом почвы. Части плоских низменных морских побережий, ежедневно заливаемые морем во время приливов и освобождающиеся от морской воды во время отливов, сложенные илистыми отложениями, называются ватты. Осадок приносится на ватты приливной водой и отлагается в результате уменьшения скорости течения. Обычно приливное течение, более сильное, отлагает более грубозернистый материал, отливное - более тонкие осадки. Это создаёт характерное для ватт чередование материала разного состава, обычно песчано-алевритового и алевритово-глинистого. Ватты образуются только там, где нет сильных прибоев и постоянного морского течения, размывающего наносы. Они развиваются, главным образом, на защищенных частях берега (например, на немецком берегу под защитой Фрисландских островов). Особенно быстро растут они там, где в море впадают реки, в обилии приносящие илистый материал. В тропиках на берегах, затопляемых приливами, образуются мангровые заросли.

Осадконакопление на шельфах

Осадки шельфа отличаются большим разнообразием и отражают пестроту условий осадконакопления на материковой отмели.

Терригенные осадки имеют наибольшее распространение на шельфе, главным источником их являются реки. У скалистых крутых берегов под действием волн происходит сортировка обломочного материала, и на внутреннем крае шельфа близ берега накапливаются более крупные обломки (галька, гравий); дальше от берега, с увеличением глубины оседает более мелкий материал. У пологих берегов обширные площади шельфов заняты отсортированными песками.

В области шельфа, характеризующегося большим разнообразием растительных и животных организмов, органогенные осадки имеют достаточно широкое распространение в основном там, где ограничен принос обломочного материала.

Для теплых морей характерны мелководные бентогенные карбонатные отложения, представленные ракушечниками. В холодных морях при низкой температуре раковины моллюсков растворяются и не образуют значительных отложений; на внешнем крае открытых шельфов холодных морей присутствуют биогенно-кремнистые осадки.

Другая группа организмов с известковым скелетом - кораллы, которые на шельфе создают органогенные карбонатные осадки, представленные коралловыми рифами и продуктами их разрушения.

Различают три основных типа коралловых рифов:

1. береговые;

2. барьерные;

3. атоллы.

Береговые рифы начинаются непосредственно от берега или на небольшом расстоянии, протягиваются вдоль берега материка или острова, постепенно понижаясь в сторону океана.

Барьерные рифы в виде гряды или отдельных звеньев тянутся в удалении от берега, повторяя его очертания.

Атоллы образуются грядой, состоящей из цепи коралловых островов, замыкающих внутри кольца лагуну, которая может соединяться с океаном проливом.

Осадконакопление на континентальном склоне и подножии

В этих зонах глинистые осадки покрывают около 60% поверхности, пески 25%, биогенные осадки 5%, выходы коренных пород занимают около 10% площади. Таким образом, преобладает тонкозернистый терригенный материал, поступающий с шельфа.

Специфика осадконакопления определяется наличием уклона, способствующего образованию мутьевых потоков (турбидитных), перемещающих вниз по склону огромные массы материала. Часто турбидитные потоки тяготеют к подводным каньонам, являющимся продолжением речных долин или связанным с зонами разломов. С турбидитными потоками связано образование специфичных отложений - турбидитов, характеризующихся гравитационной слоистостью. Такая слоистость образуется при последовательном выпадении всё более и более мелких частиц. Материал каждого турбидитного потока в основании будет представлен наиболее крупными (галечно-песчаными) частицами, в верхней части наиболее тонкими глинистыми частицами, образуя один ритм. Во время следующего турбидитного потока образуется новый ритм, отложения которого перекрывают предыдущий. Цикл может повторяться сотни тысяч раз, в результате чего образуется толща пород с многократно повторяющимися ритмами. Строение ритма, формирующегося за счёт выпадения материала из турбидитного потока, отражено на рисунке 11:

0

Рис. 11 Строение ритма турбидитов

Осадконакопление в абиссальной зоне

Осадконакопление в глубоководной области океанов существенно отличается от осадконакопления в пределах областей развития континентальной коры:

1. Резко ограниченное поступление терригенного материала, связанное с его осаждением в областях окраинно-континентальной седиментации. Исключение составляют прилегающие к континентам абиссальные аккумулятивные равнины, куда материал выносится турбидитными потоками.

Рис 12. Средний состав осадочного чехла континентов (геосинклиналей и платформ) и океанов.

2. Прохождение осадочным материалом (как неорганического, так и органического происхождения - панцири и скелеты микроорганизмов), стадии взвеси. Распределение взвести имеет выраженную вертикальную зональность и в целом её количество с глубиной уменьшается.

3. Значительная роль биогенного материала и чрезвычайно важная роль биогенных процессов в осадконакоплении. В процессе жизнедеятельности организмов протекают процессы биофильтрации, биоассимиляции, биосорбции и биологического транспорта.

4. Низкая скорость осадконакопления 0,1-10 мм/1000 лет и дефицит осадков.

5. Однотипность осадков глубоководных котловин на больших площадях.

Типичными осадками абиссальных областей являются биогенные известковые и кремнистые илы, состоящие преимущественно из скелетов планктонных организмов.

Основными поставщиками кремнистого осадочного материала являются микроскопические диатомовые водоросли, радиолярии, кремниевые губки, жгутиковые водоросли.

Карбонатный материал интенсивно растворяется в глубинных водах. В целом, карбонатные осадки, составляют 60-70% осадочного слоя океанов.

На значительных участках океанического дна (15-30 % осадочного слоя океанов) развиты "красные глубоководные глины", представляющие собой полигенные образования, состоящие из остаточного вещества после растворения на поверхности дна карбонатного материала, из тонких терригенных частиц, частиц дальнего разноса вулканического пепла, метеоритной пыли, аутигенных образований (железомарганцевые конкреции, цеолиты, некоторые глинистые минералы) и нерастворённого биогенного материала (обломки зубов рыб, крупные зубы акул, клювы кальмаров, ушные косточки китов). Скорость накопления этих осадков крайне низкая, обычно менее 1 мм в 1000 лет, что обусловлено весьма ограниченным поступлением как терригенного, так и биогенного осадочного материала.

2.1 Объекты исследования геологической деятельности океанов и морей