Известняк Формирование и карбонатные платформы являются фундаментальными геологическими процессами, которые формируют большие части земной коры. Давайте углубимся в каждую тему, охватывающую то, как формируется известняк, среды, которые способствуют его формированию, а также типы и особенности карбонатных платформ, которые играют важную роль в этом процессе.

Известняковые формации и карбонатные платформы

1. Известняковая формация

Известняк в основном состоит из карбоната кальция (CaCO₃) и образуется в результате различных процессов, в основном в морской среде. Образование известняка можно разделить на два основных механизма:

a. Биогенная (органическая) формация

  • Морские организмы: Известняк часто образуется в результате накопления карбоната кальция из раковин и скелетов морских организмов, таких как кораллы, фораминифера, и моллюски. Эти организмы извлекают карбонат кальция из морской воды для построения своих твердых частей.
  • Осаждение и уплотнение: После смерти этих организмов их останки оседают на дне океана. Со временем слои скелетных фрагментов накапливаются, уплотняются и цементируются вместе, образуя биогенный известняк.
  • коралловый Рифы и атоллы: Коралловые рифы являются классическими примерами биогенного образования известняка, поскольку они в основном построены из коралловых полипов и других морских организмов. Когда эти рифы в конечном итоге захоронены, они могут трансформироваться в известняк депозиты.

b. Химические (неорганические) осадки

  • Пересыщенные воды: В некоторых случаях известняк образуется путем прямого осаждения карбоната кальция из воды. Когда морская вода становится перенасыщенной CaCO₃ из-за изменений температуры, солености или концентрации CO₂, минерал может выпадать в осадок и образовывать химический известняк.
  • Пещерная среда: В наземных условиях известняк также образуется в пещерах в виде сталактитов, сталагмитов и натечных камней в процессе капельного осаждения, когда вода, богатая карбонатом кальция, капает и испаряется, оставляя после себя кальцит депозиты.

c. Виды известняка

  • Мел: Состоит из крошечных микроокаменелостей, называемых кокколитами.
  • ракушечник: Состоит из осколков сломанной скорлупы.
  • Травертин: Образуется в горячих источниках и пещерах.
  • туф: Создан в пресноводной среде, например, в озерах.

2. Карбонатные платформы

Карбонатные платформы — это обширные мелководные морские среды, которые служат основными системами, производящими известняк. Они в основном состоят из карбонатных осадков, полученных в результате биологической активности, и обеспечивают оптимальные условия для формирования известняка благодаря теплой, мелкой и чистой воде.

Известняковые формации и карбонатные платформы

a. Типы карбонатных платформ

  • Полки с бортиками: Характеризуется четкой границей или «ободком», обычно образованным рифообразующими организмами. Эти платформы часто имеют защищенную лагуну за ободом, где скапливается мелкий карбонатный ил.
  • Рамповые платформы: Это пологие склоны, которые не имеют выраженного края и постепенно переходят от мелководья к более глубокой воде. Они типичны для сред с меньшим количеством рифообразующих организмов.
  • Изолированные платформы (Атоллы): Это изолированные карбонатные платформы, окруженные глубокими водами океана, часто имеющие круглую или овальную форму. Атоллы формируются из коралловых рифов, которые вырастают вокруг тонущих вулканических островов, оставляя центральную лагуну.
  • Эпирические платформы: Эти платформы, встречающиеся на континентах в периоды высокого уровня моря, представляют собой обширные мелководные морские зоны, покрывающие большие части континентальной коры.

b. Условия окружающей среды для карбонатных платформ

  • Теплые тропические и субтропические воды: Карбонатные платформы обычно процветают в теплых водах, поскольку более высокие температуры способствуют быстрому производству карбоната морскими организмами.
  • Чистые воды: Мутность от поступления осадка препятствует образованию карбоната. Таким образом, карбонатные платформы обычно находятся в районах, удаленных от значительного обломочного (ил и песок) осадконакопления.
  • Малая Глубина: Карбонатные платформы требуют солнечного света для фотосинтезирующих организмов, которые способствуют производству карбоната. Это ограничивает карбонатные платформы мелководьем, обычно менее 200 метров в глубину.

c. Геологическая эволюция карбонатных платформ

  • Просадка и пространство для размещения: Рост карбонатных платформ зависит от баланса между скоростью производства карбонатов и проседанием (погружением земной коры). Проседание создает пространство для размещения, что позволяет продолжать отложение карбонатов.
  • События, связанные с утоплением: Если оседание или повышение уровня моря опережает производство карбонатов, платформа может «затонуть», что приведет к прекращению производства карбонатов и накоплению пелагических осадков (глубоководных отложений).
  • Цикличность уровня моря: Изменения уровня моря играют решающую роль в развитии карбонатной платформы. Во время низких уровней моря платформы могут подвергаться воздействию субаэральных эрозия, в то время как повышение уровня моря способствует возобновлению отложения карбонатов.

3. Современные и древние карбонатные платформы

Древние карбонатные платформы, такие как те, которые образовались в палеозойскую и мезозойскую эры, демонстрируют отличительные характеристики по сравнению с современными карбонатными платформами. Такие факторы, как химия океана, эволюция морских организмов и тектоническая обстановка, менялись с течением геологического времени, влияя на состав, структуру и внешний вид карбонатных платформ.

  • Палеозойские карбонатные платформы: Преобладают такие организмы, как строматопороиды, водоросли и брахиоподы.
  • Мезозойские карбонатные платформы: Ознаменован появлением современных рифообразующих организмов, таких как кораллы и рудисты (тип двустворчатых моллюсков).
  • Кайнозойские карбонатные платформы: Эти платформы похожи на современные карбонатные обстановки, в которых основными источниками являются коралловые рифы и фораминиферовые пески.

4. Значение карбонатных платформ и известняка

Рис. 5. Отложения карбонатной платформы. (A) Средне-толстослоистый массивный известняк, разделенный глинистыми прослойками, иногда с очень тонкими прослоями глинистых пород. Формация Лопиньян Чансин около деревни Датанг, уезд Цзыюнь, провинция Гуйчжоу (GPS: 25 51′31.9′N, 106 11′54.9′E). Молоток для масштаба. (B) Коралловый баундстоун, показывающий колониальный коралл в положении роста. Формация Лопиньян Уцзяпин около деревни Баньдан, уезд Цзыюнь, провинция Гуйчжоу (GPS: 25 52′26.7′N, 106 13′59.6′E). Крышка объектива для масштаба. (C) Переслаивающиеся доломиты и терригенные глинистые породы (фиолетовый). Средний триас (анизийский) около деревни Дунцзя, уезд Луодянь, провинция Гуйчжоу (GPS: 25 36′39.1′N, 106 54′47.0′E). Геолог для масштаба. (D) Оолитовый зернстоун нижнего триаса формации Бэйси, около деревни Наса, уезд Напо, провинция Гуанси (GPS: 23 36′29.9′N, 105 48′38.9′E). Пенни для масштаба. (Для интерпретации ссылок на цвет в этой легенде рисунка читатель отсылается к веб-версии этой статьи.) Бассейн Наньпаньцзян: окно в тектоническое развитие Южного Китая во время триасовой сборки юго-восточной и восточной Азии – Scientific Figure на ResearchGate. Доступно по адресу: https://www.researchgate.net/figure/Carbonate-platform-deposits-A-Middle-to-thick-bedded-massive-limestone-separated-by_fig4_336337550 [дата обращения: 31 октября 2024 г.]

Известняковые и карбонатные платформы имеют важное значение как в геологическом, так и в экономическом плане:

  • Карбонатные резервуары: Многие из мировых запасов нефти и газа находятся в древних карбонатных платформах, поскольку пористый известняк представляет собой прекрасные резервуары для углеводородов.
  • Углеродная секвестрация: Известняк и другие карбонаты горные породы действуют как долгосрочные поглотители углерода, удерживая CO₂ в течение миллионов лет, что оказывает влияние на углеродный цикл и регулирование климата.
  • Строительный материал: Известняк широко используется в качестве строительного материала и сырья в цементной промышленности.
  • Геологическая летопись: Известняковые образования и окаменелые карбонатные платформы предоставляют бесценные данные о прошлых условиях, климате и изменениях уровня моря.

Заключение

Известняковые образования и карбонатные платформы являются важнейшими компонентами геологической истории и экологии Земли. От поддержки морской жизни до хранения углерода и сохранения древней среды, эти образования продолжают формировать наше понимание прошлого Земли и информировать разведку природные ресурсы.