2.3. Прибрежно-морская обстановка

Там, где морские процессы достаточно масштабны, чтобы перераспределять поступающие с суши осадки, вместо дельты формируются линейные терригенные береговые линии, включающие пляжи, барьерные острова, лагуны, приливно-отливные протоки. Все они представляют самостоятельные системы осадконакопления, однако полнота развития этих систем определяется строением каждого отдельного побережья / 31 /.

Большинство современных терригенных береговых линий состоит из четырех главных обстановок осадконакопления: аллювиальной береговой равнины, лагуны с приливно-отливной отмелью, барьерного острова и морского шельфа дальней прибрежной зоны (рис. 28).

Барьерный остров

Аллювиальная береговая равнина

Лагуна

Морской шельф

Рис. 28. Обстановки осадконакопления и элементы строения терригенной береговой линии трансгрессивного типа / 83 /.

Все четыре обстановки присутствуют в разрезе лишь тогда, когда происходит массовое поступление материала с суши. На штормовых побережьях с небольшим поступлением осадков с суши барьерные пески продвигаются в сторону береговой линии, при этом комплекс лагун и приливно-отливные отмели отсутствуют. Там, где значительный приток материала сопровождается отступанием береговой линии, все четыре фации наращивают друг друга по разрезу в сторону открытого моря. Такая регрессивная серия, подобная дельтовым, характеризуется укрупнением материала вверх по разрезу – от морских глин в основании до континентальных песков в верхах. Значительное поступление материала, сопровождающееся относительным подъемом уровня моря, приводит к возникновению трансгрессивной серии с измельчением материала вверх по разрезу / 39 /.

Схема классификации современных побережий с терригенной седиментацией, основанная на влиянии волновых и приливно-отливных процессов, предусматривает выделение трех больших их групп / 31 /: 1) побережья с преобладанием волновой деятельности (пляжи, микроприливные барьерные острова и береговые валы пляжа), 2) побережья со смешанной волновой и приливно-отливной деятельностью (мезоприливные барьерные острова с приливно-отливными дельтами) и 3) побережья с преобладанием приливно-отливной деятельности (приливно-отливные отмели и эстуарии).

2.3.1. Побережья с преобладающим волновым режимом

Основными элементами побережья являются пляжи, вдольбереговые бары и валы, барьерные острова и мелководные лагуны / 31 /.

Пляжи полного профиля формируются на безбарьерном морском берегу в защищенных заливах и бухтах вдоль низких прибрежных равнин, наклоненных в сторону моря. Поступление терригенного материала на пляж осуществляется за счет переноса его волнами и вдольбереговыми течениями. В пределах пляжа обломочные частицы, двигаясь вверх и вниз по склону, одновременно перемещаются и вдоль берега. При этом происходит сортировка зерен в зависимости от гидродинамических условий по их размерам и плотности. Серия гидродинамических зон, вытянутых примерно параллельно береговой линии показана на рис. 29.

Дальняя зона пляжа расположена ниже базиса штормового воздействия и представляет наиболее глубоководную и гидродинамически пассивную область седиментации. Осадки этой зоны – фоновые тонкослоистые илы с морской фауной, накапливаются на морском шельфе и представляют дистальные отложения, обрамляющие пляжевые пески.

Переходная зона располагается между средним базисом штормовых и средним базисом спокойных волн и характеризуется чередованием условий с высоко- и низкоэнергетическими уровнями осадконакопления. В спокойных условиях выпадает тонкозернистый осадок и накапливаются тонкослоистые глинисто-алевритовые отложения, нарушенные биотурбацией. Во время штормового воздействия в эту зону поступает более грубозернистый алеврито-песчаный или песчаный материал. Неоднократное повторение различных режимов седиментации приводит к формированию стратифицированной глинисто-алевритовой толщи с прерывистыми песчаными слоями и линзами.

Предфронтальная зона пляжа локализована между базисом спокойных волн и средним уровнем низкой воды. Нижняя часть этой зоны представлена переслаиванием алевритов и песков, что отражает чередование спокойных и штормовых условий. Верхняя часть сложена преимущественно песчаными отложениями. В направлении к суше в отложениях предфронтальной зоны наблюдаются постепенное увеличение размера зерен, уменьшение биотурбации осадка и переход от симметричных знаков ряби к асимметричным и к дюнам.

Дюны

Рис. 29. Схема геоморфологических элементов береговой зоны / 31 /.

Нижний пляж – это межприливная часть затопляемого пляжа, тогда как верхний пляж – надприливная область, затопляемая только во время штормов. Эти обстановки обычно разделены низким уступом или бермой. В отложениях нижнего пляжа нередко наблюдается косослоистое строение с падением слоистости под крутыми углами в сторону суши. На верхнем пляже накапливаются осадки, состоящие из параллельных слойков, погружающихся в сторону моря под углом 2-3⁰. Эти слойки мощностью 1-2 см имеют двучленное строение – они начинаются с тонкозернистого базального слоя тяжелых минералов осадка и перекрываются слоем более крупнозернистого осадка, состоящего из легких минералов.

За пределами верхнего пляжа нередко встречаются гряды эоловых дюн, образованных в результате переработки ветром пляжевых песков. Дюны состоят из тонкозернистых хорошо отсортированных песков с крутонаклоненной косой разнонаправленной слоистостью.

Вдольбереговые бары, подводные валы и барьерные острова представляют наибольший интерес среди всего многообразия прибрежно-морских аккумулятивных форм. Они возникают вдоль низкого морского побережья при фронтальном действии волн на берег. Подводные валы и бары образуют асимметричные песчаные тела высотой до 10 м с выпуклой верхней и плоской нижней поверхностями, постепенно выклинивающиеся в сторону моря и расщепляющиеся на отдельные песчаные прослои в сторону лагуны. Эти образования, протягивающиеся параллельно берегу на десятки и сотни километров, сложены мелкозернистыми песчаниками с хорошей сортировкой обломочного материала и косой разнонаправленной слоистостью. В условиях регрессирующего морского бассейна перемещение гребня бара происходит вслед за отступающим морем. Отложения более грубозернистых осадков продвигаются в сторону моря, перекрывая образовавшиеся ранее более тонкозернистые осадки. Поэтому, седиментологическая модель регрессивного бара отражает увеличение активности среды осадкоотложения от низких гидродинамических уровней к высоким и соответствующее укрупнение размеров обломочного материала вверх по разрезу. Модель формирования трансгрессивного бара характеризуется высокой динамикой водной среды на начальном этапе его образования и постепенным снижением гидродинамической активности на завершающем этапе. В связи с этим относительно грубозернистые осадки основания песчаного бара сменяются кверху отложением тонкозернистых и глинистых осадков.

Формирование рассмотренных аккумулятивных форм сопровождается возникновением между берегом и растущим баром вдольбереговых промоин, накопление осадков в которых происходит в условиях еще не обособленного участка моря. Основную часть отложений составляют серые, зеленовато-серые глины с прослоями алевролитов и песчаников, приуроченные к верхней части разреза. Глинистые образования имеют линзообразную форму и ширину от сотен метров до нескольких километров, по простиранию они протягиваются на десятки, реже сотни километров и образуют в плане линейно вытянутые вдоль морских берегов зоны площадью в сотни, а иногда и тысячи квадратных километров.

Барьерные острова представляют собой отдельные бары или несколько наложенных друг на друга баровых гряд, вышедших на поверхность в виде островов. Наиболее благоприятные условия для их формирования возникали на участках стабилизации береговой линии в периоды переходов от регрессии к трансгрессии и наоборот. Микроприливные барьерные острова с преобладанием волнового режима характеризуются большой протяженностью пляжа с немногочисленными постоянными приливными каналами или вообще без них.

Лагуны характеризуются ограниченной площадью, малыми глубинами, застойностью водной среды. Вследствие этого в них накапливаются преимущественно илы с высоким содержанием органического вещества, либо хемогенные осадки. В небольших седиментационных системах лагун – намывных конусах, дельтах приливных течений, мелкомасштабных речных дельтах, формируются тонкие более крупнозернистые слои алеврита и симметричные знаки ряби, где переслаиваются ил и алеврит.

В результате нагона морской воды в период штормов или заполнения лагуны пресными водами, стекающими с суши, избыточные воды прорывают песчаное тело вдольберегового бара и устремляются в открытое море, образуя промоины разрывных течений. Они имеют вид неглубоких желобов, располагающихся как вдоль, так и поперек забаровой лагуны. Переносимый разрывными течениями обломочный материал заполняет промоины, образуя песчаные тела, простирающиеся на десятки километров при ширине в сотни метров. Характерной особенностью залегания этих тел является наличие следов подводных размывов в подошве.

Разрывные течения выносят часть алеврито-песчаного материала в открытое море и откладывают его в виде подводного конуса выноса, формирующего головную часть разрывных течений. Эти отложения характеризуются хорошей окатанностью и отсортированностью материала, косой разнонаправленной слоистостью, включениями глауконита и морской фауны. Ширина конуса выноса составляет единицы и десятки километров при мощности отложений 2-5 м.