Пресноводные и континентальные отложения

Глины ледниковых озер. Глины ледниковых озер сложены в основном продуктами физического разрушения материнских пород, раздробленными до размера тонкого порошка или горной муки. В Швеции, где в плейстоцене имела место значительная ледниковая эрозия кристаллических пород, горная мука — главный компонент многих озерных отложений.
Глинистые осадки, отложенные из суспензии в холодных водах ледниковых озер, обычно характеризуются хорошо выраженной тонкой слоистостью, это ленточные глины (варвы). Считают, что каждый двойной слой или каждая лента в этих отложениях представляют собой осадок, отлагающийся в течение одного года; это предположение основано на данных о скорости осадконакопления в ледниковых озерах. Осадочный материал вносится в озеро только в теплое время года, когда лед тает, При этом крупные зерна оседают быстро, а тонкий материал очень медленно; это происходит отчасти потому, что в чистых ледниковых водах флоккуляция отсутствует, а отчасти потому, что вязкость воды близ точки ее замерзания значительно возрастает. Полагают, что осаждение тонких обломочных частиц продолжалось все зимнее время в озерах, покрытых льдом, которые не промерзали до дна. Таким образом, крупнозернистые (обычно алевритовые) осадки летнего слойка кверху постепенно сменяются очень тонкозернистым зимним слойком, который резко сменяется крупнозернистым материалом следующего летнего слойка,
Озерные глины и илы. Озерные глины и илы обычно содержат много глинистых минералов наряду с органическим веществом. Илы, отложенные в краевых частях озер, очень богаты углистыми остатками, тогда как в глубоких центральных частях озер значительную долю осадков могут составлять остатки планктонных водорослей. Водоросли, вероятно, представляют собой исходный материал керогенных компонентов многих тонкослоистых озерных горючих сланцев, таких, как сланцы формации Грин-Ривер (эоцен) в США и группы Ойл-Шейл (карбон) в Шотландии. Илы некоторых озер высококремнеземистые из-за обилия в них остатков диатомовых водорослей. Такие диатомовые отложения обычны в послеледниковых озерах Великобритании особенно там, куда поступало мало терригенного материала.
Тонкая слоистость характерна для отложений спокойных глубоких участков озер. Слойки часто представляют годовую или сезонную порцию осадка, однако они могут образоваться при быстром отложении осадка из небольших турбидитовых потоков.
Большинство глии, вероятно, состоит из смеси глинистых минералов, однако известны каолинитовые глины, таковы, в частности боллклеи (комовые глины) в юго-западной части Англии. Олигоценовые озерные отложения Бови-Трейси и Петрок-стоу сложены обломками каолинизированных пород и растительным детритом, снесенными потоками, дренировавшими Дартмурскую возвышенность. По краям озера в обширных песчанистых дельтах отложился кварцевый материал, а более тонкий глинистый материал и растительные остатки выносились дальше в озеро с образованием пластов белых керамических глин и лигнита.
В каменноугольных слоях графства Эр в Шотландии были описаны озерные бокситовые глины (т. е. содержащие значительные количества гидроокислов алюминия); эти глины, вероятно, образовались в результате размыва бокситов, образовавшихся на латеритизированных базальтах. Гидроокислы алюминия редко встречаются в переотложенных глинах; подавляющее большинство бокситовых глин относится к остаточным образованиям.
Тонштейны. Тонштейны представляют собой светло-бурые богатые каолинитом плотные породы, ассоциирующиеся с угленосными толщами. Пласты этих глин имеют мощность в среднем 5 см (максимум до 2 м) и обычно залегают непосредственно на угольном пласте или тонко переслаиваются с углями. Многие пласты глин прослеживаются на больших площадях и служат маркирующими горизонтами. В шлифах видно, что каолинит представлен крупными червеобразными кристаллами или пластинчатыми зернами, микрокристаллическими агрегатами или криптокристаллической основной массой (рис. 7.5). Присутствуют также иллитовые и смешанные каолинит-иллитовые зерна наряду с редкими вкрапленниками других обломочных материалов.

Генезис этих пород неясен. Некоторые авторы предполагают, что каолинит является обломочным материалом, образовавшимся за счет размыва глубоко выветрелых гранитоидных пород. Другие авторы отдают предпочтение гипотезе образования тонштейнов путем изменения вулканического пепла на месте, о чем якобы свидетельствует их широкое площадное распространение. Такое изменение требует кислой среды с pH 3,5—7,0. Разложение материалов возможно под воздействием гумусовых кислот, концентрировавшихся в горизонтах, богатых растениями. Преобразованию материала в каолинит, возможно, способствовали биохимические процессы при участии микроорганизмов (бактерий и водорослей) в условиях колебания зеркала вод.
Тонштейны следует отличать в генетическом отношении от обломочных глинистых пород, которые также ассоциируются с угленосными толщами и содержат 50—90% каолинита, большая часть которого имеет аутигенное происхождение. Отличить эти породы можно по брекчиевым текстурам течения, которые, как полагают, возникают в результате постседиментационного уплотнения.
Пресноводные мергели и мергелистые известняки. Пресноводные мергели и мергелистые известняки — это отложения, промежуточные по составу между глинами и известняками, охватывающие ряд горных пород между известковистыми глинами и глинистыми известняками. Количество известковистого вещества, смешанного с глинистыми и алевритовыми частицами, составляет 40—60%. Степень литификации этих пород различна и не обязательно зависит от возраста, так что граница между мергелистым известняком и мергелем весьма субъективна. Многие из красноцветных отложений пермо-триаса в северном полушарии являются настолько мягкими и легко выветривающимися, что к ним больше подходит название «мергели». Эти пласты обычно массивные и линзовидные. Они, видимо, быстро отложились в мелких озерах, возможно при воздействии ветра. В противоположность этим породам большая часть эоценовых озерных отложений формации Грин-Ривер представлена твердыми породами, которым больше соответствует название «мергелистые известняки».
Иногда мергели накапливаются в озерах в результате развития растительности, особенно известковых водорослей. Лучшим примером таких отложений являются мергели формации Грин-Ривер. Если вода насыщается углекислым кальцием, то извлечение водорослями углекислоты приводит к образованию хемогенного осадка, который может отлагаться в виде карбонатного ила. Харовые водоросли накапливают маломагнезиальный кальцит в своих тканях и таким путем строят почти чистый известковистый скелет. В большинстве озерных мергелей образованный таким путем карбонат кальция смешивается с глинистыми осадками, растительными остатками и известковистыми раковинами. В слоях Бембридж и Хидон (третичные отложения) в южной Англии встречаются пресноводные мергели с остатками Chara, а также Litnnaea, Viviparus и Planorbis.
Лёссы. Чисто обломочные тонкозернистые эоловые осадки известны под названием лёссы. Они очень широко развиты в Китае, Северной Америке и на севере Европы. Лёссы резко отличаются от большинства илов и глин, отложенных в водной среде, по составу они сложены обломками породообразующих минералов, а глинистые минералы присутствуют только в подчиненных количествах или их вообще нет. Частицы в лёссах имеют резко угловатые формы и, вероятно, представляют собой продукт механического дробления пород в месте их залегания под воздействием льда или прерывистых почвообразующих процессов. Большей частью эти образования в обширных плейстоценовых отложениях северного полушария очень сходны с тонкозернистыми ледниковыми осадками и, по-видимому, представляют собой зандровые отложения ледников и ледниковых покровов. С другой стороны, можно думать, что самые тонкие обломки образовались при ветровой абразии в пустынях Центральной Азии и западной Америки, выдувались из пустынных районов и накапливались в районах, покрытых растительностью, особенно травянистой, в степях или прериях, с образованием лёссоподобных отложений. Лёссы Китая и Европы представляют собой тонкозернистые известковистые алевриты или глины без слоистости, однородные по структуре. Это довольно мягкие, крошащиеся в руках породы. Однако они очень устойчивы к размыву, возможно, из-за однородности и часто образуют вертикальные стенки высотой в десятки метров. Это свойство лёсса усиливается из-за многочисленных вертикально расположенных тонких каналов, выполненных карбонатом кальция; предполагается, что эти каналы оставлены корешками растений.
Лёссы Центральной Европы большей частью эоловые, образовались путем переотложения тонкозернистых ледниковых илов, первоначально отложенных в воде, а затем, после осушения, перенесенных ветрами нередко на довольно возвышенные участки суши. Однако часть так называемых лёссов северной части Франции, Бельгии и юго-восточной Англии представляет собой лёссовые материалы, переработанные солифлюкционными процессами и дождевыми стоками, и они описываются преимущественно как кирпичные глины. Сходные с лёссами отложения суглинков широко развиты в долине Миссисипи и в других районах США.