Континентальные фации накапливаются на континенте не повсеместно, а лишь в пониженных участках, поэтому их накопление тесно связано с рельефом местности. Особое значение имеет климат, так как при одинаковом рельефе в разных климатических условиях возникают разные фации (например, фации пустынь, тундр и т.д.). В ископаемом состоянии континентальные фации характеризуются следующими признаками:
1. Малые мощности отложений (до первых километров).
2. Резкая смена фаций по латерали и разрезе.
3. Климатическая зональность.
4. Тесная связь с рельефом.
5. Преобладание обломочных пород над хемогенными и органогенными.
6. Преобладание остатков флоры над фауной.
Существует несколько классификаций континентальных фаций. Авторами использована классификация по формирующему геологическому агенту (Крашенинников, 1971). Согласно этой классификации выделяются элювиальный, склоновый, водный, ледниковый, эоловый, вулканический комплексы фаций.
Элювиальный комплекс. Элювий – продукты выветривания (гипергенеза), оставшиеся на месте своего образования. Элювий слагает кору выветривания – остаточное образование, возникшее в результате полного разрушения исходных материнских пород. На разных стадиях гипергенеза происходит вынос щелочных и щелочноземельных металлов (калия, натрия, кальция и магния), разложение алюмосиликатного ядра с образованием кремнезема, иногда глинозема. Оставшиеся рыхлые землистые массы и есть кора выветривания. Она богата гидроксидами Fe и Mn. С ней связаны многие полезные ископаемые: каолины, бокситы, никелевые и железные руды россыпи драгоценных металлов. На Урале к коре выветривания приурочены месторождения золота и платины. Мощность отложений коры выветривания там составляет 200 метров. В окрестностях Томска широко распространена каолиновая кора выветривания, с которой студенты знакомятся во время летней учебной практики.
Почва представляет собой наиболее верхнюю часть коры выветривания. Она образуется в результате взаимодействия абиогенных факторов (климата данной местности, рельефа, а также возраста и состава материнских пород) с живыми организмами. В образовании коры выветривания, в отличие от почв, роль живых организмов невелика, поэтому при переходе от почвы к коре выветривания наблюдается резкое уменьшение количества микроорганизмов и органического вещества (Вронский, Войткевич, 1997).
Склоновый комплекс. На крутых склонах гор элювий, образовавшийся вследствие выветривания, не задерживается, а перемещается вниз по склону под воздействием силы тяжести, дождевых потоков, солефлюкции и т.д. Материал, снесенный вниз по склону под действием силы тяжести и ветра, называется коллювий. Он образует осыпи у подножия склонов гор в виде конусов. Материал в этих конусах располагается дифференцированно (по крупности обломков). Непосредственно у склонов откладывается наиболее крупный материал (глыбы, щебень), по мере удаления от подножия – все более мелкий (дресва, песок, алеврит). Делювием называются рыхлые обломочные породы, снесенные мелкими струями дождевого или талого происхождения. Пролювий – это материал, перемещенный грязевыми потоками, селями. Пролювий отличается отсутствием всякой сортировки обломков. Алеврито-глинистые частицы служат цементом для беспорядочно расположенных обломков различной крупности.
Водный комплекс. Включает в себя фации рек, озер и болот. Речные отложения представлены терригенным материалом, характеризующимся сортировкой обломков, косой слоистостью, поверхностями размыва, остатками растений и пресноводных организмов. Озерные (лимнические) фации характеризуются замкнутостью контура их распространения и зональностью распределения осадков. Обломочные осадки привносятся в озера реками, или возникают вследствие волноприбойной абразии берегов. Обломки, как правило, окатаны и представлены галечником, гравием, песком и илом. Из органогенных осадков в озерах накапливаются ракушняки, органогенные илы и сапропель. Накопление их происходит, чаще всего, в гумидном климате. Хемогенные осадки возникают, наоборот, в аридном климате, в бессточных озерах. На дне их происходит накопление солей, известняков, доломитов, железных и марганцевых руд.
Среди болотных фаций преобладает торф. Это растительная масса, которая вследствие распада обогащается углеродом и обедняется кислородом и водородом. С течением времени торф превращается в бурый уголь, а последний в каменный (антрацит). Кроме образования торфов, в болотах происходит накопление железных и марганцевых руд, примером являются Колпашевское и Бакчарское месторождения железных бобовых руд в Томской области. Кроме того, в торфах Томской области повышенное содержание редких земель.
Ледниковый комплекс. Обломочный материал, возникающий при ледниковой эрозии и остающийся после таяния ледника, называется мореной. Это неокатанные обломки различных размеров, часто со следами штриховки и бороздчатости на поверхности. Отложения морен не имеют сортировки и слоистости. Кроме морен, к ледниковым фациям относят флювиогляциальные отложения. Они образуются водными потоками, вытекающими из-под ледников. Эти отложения отличаются сортировкой и слоистостью, а материалом их являются перемытые морены. Древние отложения морен, подвергшиеся уплотнению, иногда метаморфизму, называются тиллиты. Они образованы мелкозернистой массой, «ледниковой мукой», в которую включены валуны различных размеров с ледниковыми бороздами.
Эоловый (пустынный) комплекс. Пустыни возникают в областях с резко континентальным климатом, где выпадает очень малое количество осадков. В зависимости от характера субстрата выделяется несколько типов пустынь. В песчаных пустынях главным геологическим фактором является ветер, который выносит продукты физического выветривания (песчаный и пылеватый материал). Эоловый материал хорошо отсортирован, окатан, имеет особую эоловую слоистость. В местах переотложения выносимого материала образуется особый пустынный рельеф: дюны, барханы, рябь. Каменистые пустыни – гамады – характеризуются крупноблочной (скалистой) поверхностью, иногда покрытой щебнем или галькой. Для глинистых пустынь – такыров – характерна текстура «трещин усыхания». Пылеватые образования – лессы и лессовидные суглинки – по мнению многих геологов, также имеют эоловое происхождение.
Вулканогенный комплекс. Возникает при извержении наземных вулканов. Это потоки и покровы лав, туфы различного состава, а также пирокластический материал.
3.3. Палеогеографические карты
Итогом фациального анализа являются палеогеографические карты(рис. 100, 102). В отличие от географических карт, отражающих, обстановку конкретного момента, они характеризуют обобщенную географию земной поверхности за несколько миллионов лет. При построении палеогеографических карт одной из главных задач является синхронизация отложений разного происхождения, поэтому эти карты составляются на детальной стратиграфической основе.
Реконструкция древних морей на палеогеографических картах начинается с восстановления береговой линии. По данным литологических и биономических исследований последовательно устанавливаются глубина палеобассейна, соленость и температура воды, характер движения водной массы. На крупномасштабных картах изображаются рифогенные образования, на мелкомасштабных – рифовые пояса. Последовательный переход от грубообломочных отложений к тонкообломочным, а затем к органогенным осадкам указывает на удаление от области сноса и, обычно, на увеличение глубины палеобассейна. Особого внимания заслуживают признаки глубоководности морских осадков (отсутствие бентосной фауны при наличии остатков планктонных и нектонных организмов).
Реконструкция географической обстановки древней суши складывается из характеристик областей размыва (денудации) и областей аккумуляции (осадконакопления). Наличие в области аккумуляции грубообломочных пород указывает на значительную расчлененность области сноса. На основе анализа состава осадков определяется направление сноса обломочного материала. Мощность осадков, характеризующая интенсивность прогибания, обычно указывается системой изолиний равных мощностей – изопахит. Особо отмечаются области вулканической деятельности. По данным изучения вулканических пород на крупномасштабных палеогеографических картах иногда удается отразить строение отдельных палеовулканов.
Усиление прогностической значимости палеогеографических карт отдельных регионов в отношении полезных ископаемых обеспечивается нанесением на них ранее известных месторождений.