Фации ледниковых отложений

 

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

 

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра геологии и разведки нефтяных и газовых месторождений

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа на тему

 «Фации ледниковых  отложений»

 

 

 

 

Группа	ГЛ-10-01	Оценка	Дата	Подпись
Студент	Ибрагимов Р.
Консультант	Рыкус М.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Уфа  2012

Содержание 

Введение………………………………………………………………………..	3
1. История развития гляциальной теории осадконакопления……………………………………………………………...	4
2. Современные ледники……………………...............................................	5
2.1. Классификация ледников………………………………………………...	5
2.2. Основные свойства  ледников……………………………………	6
3.3. Обстановки осадконакопления………………………………………….	12
4. Ледниковые осадочные  фации ………………………………………..	15
4.1. Подледниковые фации…………………………………………………… 4.2. Надледниковые фации……………………………………………………	15 20
4.3. Предледниковые зандровые фации…………………………………	21
4.4. Морские ледниковые и озерные ледниковые фации……………….	22
5. Ассоциации и последовательность  ледниковых фаций………………….	25
5.1 Континентальные ледниковые  фациальные зоны……………………….	25
5.2Ледниково-морские фациальные зоны…………………………………… 6. Оледенения в истории  Земли и причины их возникновения……………	26 29
Заключение…………………………………………………………………….	34
Список использованной литературы…………………………………………	35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Ледники производят большую  разрушительную и созидательную  работу. Благодаря их деятельности видоизменяется рельеф земной поверхности, перемещается значительное количество обломочного материала и накапливаются разнообразные осадки. К ледниковым фациям относятся продукты, образованные в ходе геологической  работы ледника. Ледниковые отложения отличаются составом и физическо-географическими условиями образования от соседних отложений того же стратиграфического интервала.

           Целью данной курсовой работы является рассмотрение основных особенностей и характера ледникового осадконакопления, а также обобщение материалов полученных в результате изучения современных осадков.

           Поставленными задачами являются: изучение вещественного состава, характера накопления, процессов формирования, основных факторов образования осадков и обстановки осадконакопления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. История развития гляциальной теории осадконакопления

В последние годы XIX столетия решился ожесточенный спор  по вопросу происхождения так называемого дрифта, т.е. поверхностных отложений, содержащих крупные глыбы разнообразных горных пород. «Дилювиальная» гипотеза и ее ответвление - гипотеза «дрифта» постепенно сменились гляциальной или ледниковой гипотезой, которая утверждала, что этот материал переносился и отлагался площадными ледниковыми покровами и ледниками в периоды похолодания климата.

Вплоть до 50-х годов  XX столетия гляциальная гипотеза предлагала единственное объяснение дрифтоподобным породам или валунникам (тиллитам), наблюдавшимся в древних толщах. В результате был сделан вывод, что большинство геологических периодов включали ледниковые эпохи.

Однако появившаяся в 50-х годах гипотеза турбидитных течений предложила иное объяснение происхождения осадков, похожих на тиллиты. Такие осадки независимо от их ледникового или иного происхождения называют диамиктами, которые определяются как плохо сортированные обломочные отложения, содержащие крупные обломки, рассредоточенные в мелкозернистой основной массе. Они являются важными составными частями аллювиальных и глубоководных конусов выноса.

Разработка этой гипотезы послужила толчком к пересмотру генезиса якобы ледниковых пород, что  вызвало горячие споры между сторонниками их ледникового происхождения и теми, кто отдавал предпочтение их генезису, связанному с гравитационными течениями. Возросший интерес к выработке надежных критериев ледникового генезиса пород, вскрыл значительные неясности в знании ледниковых процессов и их продуктов.[2]

 

 

 

2. Современные ледники

Ледник представляет собой  массу льда, которая претерпевает деформацию благодаря силе собственного веса. Существует постоянный тепло- и массообмен между ледником и атмосферой над ним и ложем или водным массивом под ним. От вариации массы ледника зависят размеры его поверхности и мощность льда, а температурный режим, вероятно, влияет на многие геологически важные ледниковые процессы. Непрерывный тепло- и массоперенос, который в конечном счете является ответной реакцией на климатические изменения, контролирует равновесие между эрозией и отложением, и также самим характером процессов осадконакопления.[2]

1. Классификация ледников

Среди ледников, в зависимости  от стадии их развития, формы и соотношения  областей питания и стока выделяются 3 типа:

1. Горные (долинные);
2. Материковые (покровные);
3. Промежуточные.

Горные или альпийского типа, ледники. Они приурочены к молодым высокогорным районам, созданным альпийскими тектоническими движениями. Среди них по стадии развития могут быть выделены различные разновидности: долинные, простые, сложные, полисинтетические, висячие и каровые  ледники.

Материковые или покровные, ледники. К этому типу относятся крупные ледники, покрывающие целые острова и континенты. Характерными особенностями, отличающими их от горных, являются: 1) большая мощность льда; 2)отсутствие влияния доледникового рельефа на их распространение; 3) отсутствие четкого разделения области питания и области стока; 4) радиальный характер движения льда к окраинам ледникового покрова; 5) плосковыпуклая форма поверхности ледника, образующая подобие щита или купола. Распространены материковые ледники в полярных станах. Классическими примерами их являются ледниковые покровы Гренландии и Антарктиды.

Промежуточные ледники. К ним могут  быть отнесены плоскогорные и предгорные ледники.

Типы ледников связаны  взаимными переходами. Закономерно  нарастающее похолодание климата  и увеличение доли твердых атмосферных  осадков могут привести к последовательной смене простых форм ледников все  более и более сложными, вплоть до образования сплошных материковых покровов.[1]

2. Основные свойства ледников.

Течение ледников. Ледники движутся благодаря внутреннему течению, скольжению по ложу и образованию разломов. Ледниковый лед течет как любое кристаллическое твердое тело, когда его температура близка к точке плавления. Согласно уравнению напряжения, в ледниках напряжение сдвига прямо пропорционально мощности льда и углу наклона поверхности скольжения. Таким образом, самая высокая деформация сдвига будет наблюдаться у основания ледника, а максимальная скорость – на его поверхности. В ледниках, которые также скользят по ложу, общая скорость скольжения на поверхности равна сумме скорости базального скольжения и скорости внутренней деформации. Обычные скорости находятся в пределах десятков – сотен метров в год.

Тепловой  баланс. Потепление и отдача теплоты ледником прямо связаны с климатом. Холодный климат способствует привносу к леднику холодного снега и окружению ледника холодным воздухом. Поэтому ледник, содержащий лед, находящийся главным образом ниже точки таяния при данном давлении называется холодным или полярным ледником. В отличие от этого теплый климат (например, морской)  приводит к зимним оттепелям, во время которых вода просачивается внутрь ледника или проходит сквозь него по промытым туннелям. Большая часть такого ледника, называемого теплым, близка к точке плавления при данном давлении. Часто ледники сложены обоими типами льда – холодным и теплым.

Теплоперенос осуществляется прежде всего путем проводимости, а когда скорости высоки, то также путем адвекции. Температурное влияние кратковременных сезонных вариаций ограничено верхними 20 м ледника. Дополнительными источниками тепла, поступающего к основанию ледника, является геотермальное тепло и теплота трения. Холодные ледники характеризуются температурным градиентом с увеличением температуры вниз и по течению.(Рис. 1, А)

Баланс массы. В леднике могут происходить быстрые с геологической точки зрения колебания массы льда.Рис. 1. Схема распределения температур (А) и течения льда (Б) в ледниковом покрове

 Под аккумуляцией понимается  весь материал , дополнительно поступивший в ледник преимущественно за счет снегопадов. Абляцией называется удаление материала из ледника при таянии базального льда, поверхностном стоке, таянии, сублимации и обрушении айсбергов. Линия равновесия отделяет участки верховья ледника с чистой аккумуляцией от участков низовья ледника с чистой абляцией. (Рис. 1, Б) Алгебраическая разность величин аккумуляции и абляции за данное время называется чистым балансом массы ледника или чистым бюджетом массы.[2]

 

3. Современные ледниковые обстановки осадконакопления

Таблица 1. А - некоторые распространенные пути переноса осадков в ледниковой системе. Б - примеры осадочных процессов и их продуктов во всем диапазоне предледниковых обстановок.

Ледниковая и связанные  с ней обстановки охватывают целый  комплекс субобстановок, каждая из которых характеризуется особым набором процессов, влияющих на осадконакопление. Отложения всех субобстановок классифицируются на генетической основе. (табл. 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Собственно ледниковая обстановка включает в себя все площади, находящиеся  в непосредственном контакте с ледниковым льдом. В ней различаются три  зоны. Базальная (субгляциальная) зона находится в нижней части ледника, где проявляется влияние контакта с ледниковым ложем(рис. 2). Надледниковая (супрагляциальная) зона включает верхнюю поверхность ледника, испытывающую влияние сезонных колебаний, а также отдельные массы мертвого льда. Внутренняя часть ледника, или внутриледниковая зона, обычно содержит в неизменном виде осадок, попавший в тело ледника. Предледниковая (прогляциальная) обстановка наблюдается у края ледника и испытывает сильное его влияние. Непосредственно примыкает к леднику приледниковая зона предледниковой обстановки. Предледниковая обстановка включает также морскую ледниковую (гляциомаринную) обстановку, флювиогляциальную и ледниково-озерную обстановки. Частично перекрывается с предледниковой обстановкой перигляциальная обстановка, которая испытывает влияние характерных для нее климатических зон, примыкающих к ледниковому щиту.[2]

Рис. 2. Типы ледников, ледниковых обстановок и ледниковых форм рельефа.

1. Базальная зона.

Многие из характерных  черт ледниковой эрозии и отложения  формируются процессами, происходящими  в базальной зоне. Эти процессы тесно связаны, во-первых, с температурным режимом ледника и его ложа и, во-вторых, с фазовыми переходами в системе лед-вода у основания ледника, т. е. с тем, находится ли основание ледника в замерзшем состоянии, в состоянии замерзания, таяния или равновесия.

В простом варианте общее  распределение подледникового отложения  и эрозии контролируется в целом  характером замерзания и таяния. Участки  ледника, испытывающие чистое замерзание в базальной зоне, будут вовлекать  подледниковый материал в свое основание, а участки таяния будут отлагать дебрис на поверхность ложа с постепенной аккумуляцией базального или подледникового тиля. Механизмы подледникового отложения включают так называемое накопление под ледником валунной глины, в ходе которого обломочные частицы у подошвы активного ледника выталкиваются на поверхность субстрата, и динамическое вытаивание, при котором блоки загрязненного дебрисом льда отделяются от основания ледникам, и по мере постепенного таяния льда обломочный материал присоединяется субстрату.[2]

2. Надледниковая, приледниковая и предледниковая зоны.

Абляция на краю ледника  приводит к аккумуляции внутриледникового дебриса на верхней и нижней поверхностях (рис. 3).

Верхняя поверхность ледника  может, таким образом, быть облицованной надледниковыми осадками. Это вызывает отделение крупных блоков ледникового льда, обогащенного дебрисом, от тела ледника, их захоронение и сохранение по мере отступания края активного ледника. При таянии и сублимации мертвого льда с обломочным материалом могут формироваться морены вытаивания и морены сублимации соответственно. Подледниковые морены статического вытаивания и сублимации (которые сбрасываются у основания блоков мертвого льда) во многом похожи на морены подледникового накопления, особенно в литифицированных отложениях, но при наличии некоторых характерных черт они вполне различимы.

Рис. 3. Осадконакопление в надледниковой, при- и предледниковой зонах медленно отступающего субполярного ледника.

Так, просачивание воды сквозь недавно аккумулированную морену и объединение окраинных потоков в виде туннелей, проникающих сквозь блоки мертвого льда, способствуют образованию линз и прерывистых слоев в различной степени стратифицированного и сортированного осадочного материала, который может деформироваться в результате неравномерного проседания при таянии погребенных масс льда. Надледниковые (поверхностные) морены аккумулируются на верхней поверхности погребенного мертвого льда. Надледниковые морены вытаивания могут формировать покровы мощностью несколько метров, но сочетание крутых склонов и высокого перового давления воды позволяет жидкой вязкой, водонасыщенной глинистой массе стекать вниз. Переотложенные таким образом отложения обычно называются флюидальной мореной (мореной течения), но им больше подходит название диамиктон течения осадка или диамиктон течения, так как результаты неледникового гравитационного течения осадка здесь оказываются наложенными на первичные ледниковые продукты. Кроме того, удаление поверхностной морены вытаивания обнажает погребенный лед и способствует его быстрому таянию по всей площади, этот процесс называется отступанием фронта ледника. Массы надледниковых осадков соскальзывают по крутым ледяным склонам, где они отлагаются в форме осадков гравитационных потоков.[2]