ПАЛЕОКЛИМАТОЛОГИЯ

Формации аридного климата. Особенности аридного литогенеза. Отложения аридной области

Аридную область отличают обилие солнечной радиации, непосредственно воздействующей на обнаженные горные породы; значительные в течение суток колебания температуры воздуха, приводящие к неравномерному нагреванию и расширению пород поверхности, вызывающему их растрескивание и шелушение; огромный дефицит влаги вследствие преобладания испарения над атмосферным увлажнением, а поэтому слабое развитие здесь поверхностного и грунтового стока и малое участие воды в процессах выветривания.

Растительность в аридной области небогатая, и ее мертвые остатки быстро минерализуются, поэтому роль гумуса в процессах аридного выветривания резко снижена. Коры выветривания в аридной области оказываются маломощными, несовершенно развитыми, в них сохраняется много не переработанного выветриванием материала исходных пород, а на участках с возвышенным рельефом выветривание нередко ограничивается лишь дезинтеграцией пород. Этим определяется повышенная грубообломочность осадков аридной области и высокое содержание в них неустойчивых к выветриванию минералов. Глины имеют здесь ограниченное распространение и сложены наименее выщелоченными минералами — гидрослюдами и монтмориллонитом. В аридной области мигрируют лишь наиболее подвижные соединения — хлориды и сульфаты; в поверхностных водах вследствие их сильного нагрева и испарения эти соеди' нения находятся в состоянии пересыщения и выпадают в осадок, засолоняя терригенные отложения.

Для аридной области характерны преимущественно щелочные среды выветривания и осадконакопления, так как в этих процессах участвуют значительные концентрации щелочей, щелочноземельных элементов и их соединений при отсутствии органических веществ. В щелочных средах энергично мигрирует кремнезем, с этим связано широкое распространение в осадках аридной области опала. Интенсивно мигрирует и магний, с которым кремнезем дает своеобразные магнезиальные силикаты и алюмосиликаты (палыгорскит, сепио- лит и др.). Высокая температура и сухость воздуха аридной области способствуют развитию в ее осадках слабогидратированных и совершенно безводных соединений, таких как гематит, красные гидраты железа, диаспор, ангидрит, маловодные окислы марганца.

В связи с тем что поверхностные водотоки в аридной области возникают эпизодически после редких и кратковременных ливней, типичными фациями ее осадков являются пролювиальные грубообломочные накопления конусов выноса и селевых потоков, а аллювиальные отложения встречаются редко, главным образом в долинах транзитных рек, питаемых водами смежных районов гумидной зоны. Вместе с тем в аридной области высока роль ветра и связанных с ним эоловых накоплений — песков, лёссового мелкозема.

Окраска отложений аридной области яркая и пестрая вследствие ее смен на коротких расстояниях. В тропических районах главными пигментами выступают свободные окислы железа, трех- и двухвалентного. Трехвалентное железо в окислительных обстановках сообщает осадку красный цвет, а двухвалентное, связанное с условиями восстановительной среды, придает осадкам зелено-голубой цвет. Решающее влияние окислов железа на окраску аридных осадков становится возможным благодаря слабому развитию растительности и соответственно малой геохимической роли в аридном осадконакоплении органического углерода, содержания которого оказываются недостаточными, чтобы «погасить» цвета железа [Страхов, 1963].

Аридная область не имеет внешнего стока, поэтому для отложений, в ней накапливающихся, решающее значение приобретают местные источники сноса. Перемещение материала до места отложения происходит на коротких расстояниях, поэтому его окатанность и сортировка плохие. Ископаемые остатки представлены преимущественно обитателями небольших, обычно лишь периодически существующих водоемов. Чаще всего встречаются остракоды и филлоподы, двустворки и гастроподы, двоякодышащие рыбы, амфибии и рептилии.

Аридный литогенез особенно был развит в кембрии, позднем ордовике, лудлове — раннем девоне, поздней перми, раннем и среднем триасе, в поздней юре, мелу и кайнозое.

Формации аридного тропического климата

Литогенетическими формациями, характеризующими аридную область тропиков, являются формация карбонатных красноцветов, образующаяся в континентальных бассейнах седиментации; карбонатно-сульфатная, развивающаяся в зоне морского мелководья и лагун; экстракарбонатная, накапливающаяся в обстановках открытого моря.

В наиболее сухой части аридной области континентальные красноцветы отличаются особенно высоким содержанием .извести и повсеместной гипсонос- ностью. Отложения грубообломочные, с большим количеством малоустойчивого к выветриванию материала (мезомиктовые и полимиктовые); глин мало, при этом глины по составу гидрослюдисто-монтмориллонитовые, часто содержат палыгорскит и сепиолит. Окатанность и сортировка обломочного материала очень слабые. Преобладают пролювиальные разности, в том числе отложения селевых потоков; встречаются даже эоловые образования. Органические остатки крайне редки. Коры выветривания в сохранившихся останцах развиты очень слабо, они маломощны и пестры по составу, отражают различия петрографического состава пород субстрата. Преобладающая окраска красно-бурая, связанная с большим содержанием в осадке малогидратированных окислов железа.

Низкий уровень грунтовых вод и скудная растительность аридных ландшафтов способствуют длительному существованию окислительных условий, необходимых для массового образования высших окислов железа. В аридной области окислительная среда господствует не только в ландшафтах суши, но и в пределах литорали эпиконтинентальных бассейнов, где она обеспечивает сохранение высших окислов и в морских осадках, формирующихся за счет корового материала.