Древние и современные рифы

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Самарский государственный технический университет»

(ФГБОУ ВПО «СамГТУ»)

Кафедра «Геологии и геофизики»

Курсовая работа

по дисциплине литология:

«Древние и современные рифы»

Выполнил:

Студент 3-НТФ-8 Шубнякова Ю.А.

Проверил: старший преподаватель

Морова Алена Александровна

Самара 2018

Содержание

Введение

1. Общая характеристика коралловых рифов

2. Типы современных коралловых рифов

2.1. Барьерные рифы

2.2. Береговые рифы

2.3.Атоллы

3. Строение рифов

4. Происхождение рифов

5.Карбонатные постройки во времени

6. Древние рифы

6.1. Общая характеристика шиханов

6.2.Условия образования

7.Полезные ископаемые

8. Заключение

9. Список литературы

Введение

Риф -- образования, сложенные известняками, возникшие в результате жизнедеятельности колониальных кораллов при участии известковых водорослей, мшанок, фораминифер.

Площадь, занятая в наше время коралловыми рифами, очень велика -- по подсчетам разных исследователей она колеблется в пределах от 150 тысяч до первых миллионов квадратных километров. Бурение на рифовом шельфе Индо-Пацифики (Австралия, Индонезия, Полинезия) показало, что с рифами очень часто связаны промышленные залежи горючих полезных ископаемых -- нефти и природного газа. Что же касается древних, ископаемых коралловых рифов, то с ними связано примерно 15 % всех нефтяных и газовых месторождений мира. Продуктивные рифовые массивы обнаружены и в нашей стране.

коралл риф атолл шихан

1. Общая характеристика рифов

Современные коралловые рифы -- твердые устойчивые к действию волн структуры, образованные и частично скрепленные организмами. Они представляют собой устойчивые «оазисы» органической продуктивности с высокой плотностью населения, интенсивным метаболизмом карбонатов и сложными пищевыми цепями, окруженные водами с относительно низким содержанием планктона и минеральных веществ. Шельфовые рифы, растущие на погруженных континентальных окраинах, являются не простыми структурами, а представляют собой гигантские рифовые комплексы, которые включают окаймляющие барьерные рифы и атоллы. Присутствие или отсутствие рифовых поясов контролируется многими факторами, особенно мутностью воды, апвеллингами и уклоном склона.

Распространение рифов определяется привносом энергии на шельф и связанным с этим характером гидравлического режима, влияющих на распределение шельфовых фаций. В рифах отражается баланс между нарастанием вверх каркаса (в основном представленного герматипными кораллами) и его разрушением сверлильщиками, соскребателями и физическими процессами. Крупные коралловые массивы обычно остаются после отмирания, но организмы в положении их первоначального роста могут сохраняться лишь в небольших частях общего рифового массива. Сверлильщики, например черви, губки, двустворчатые моллюски, образуют большое количество ила, тогда как хищные рыбы формируют детрит песчаной или алевритовой размерности, который фильтруется сквозь промежутки в каркасе, где процветает множество других организмов, образующих осадок. Хотя рифы первично представляют собой органические образования (каркасостроители -- кораллы и красные водоросли), многие современные рифы скреплены всепроникающим ранним цементом в большей степени, чем истинно органическими каркасообразователями.

Коралловые полипы очень чувствительны к дождевым и приливным водам, особенно принизком приливе; основные экологические требования для роста современных герматипных кораллов следующие: 1) мелкие воды (до примерно 80 м); 2) тепло (температура воды 18--36 °С); 3) нормальная соленость (27--40%о); 4) сильная освещенность; 5) обилие пищевых веществ, поставляемых зоопланктоном микрохищникам-полипам; 6) стабильный субстрат для прикрепления; 7) низкая мутность воды. По этим причинам распространение современных рифов асимметрично: они лучше развиваются на наветренных краях шельфов и островов. Существенно, что многие древние комплексы также показывают асимметрию в росте, но существуют многие трудности в непосредственном моделировании древних построек, основываясь на их современных аналогах. Основные биологические и морфологические зоны рифового комплекса имеют постепенные границы и представлены: передовой частью рифа, фронтом рифа с рифовым гребнем, рифовой платформой, тыловой частью рифа. Эти зоны после литификации образуют в более обобщенном виде характерные фации. При обычном использовании терминология фаций и биолого-морфологическая терминология частично перекрываются, хотя, естественно, они не полностью эквивалентны. Например, в современных рифах передовая часть рифа принимается в качестве зоны живых кораллов и водорослей, включая и зону осыпи, но некоторые исследователи включают эту зону в собственно фацию рифового каркаса. В более глубоких водах передовой части рифа (100--200 м) там, где склон становится заметно положе, располагается пояс пелитифицированного детрита, сносимого с рифа. Эта зона осыпи с низким уровнем энергии волн и с низкой освещенностью имеет небольшие количества твердого субстрата и в общем бедно заселена организмами, в основном ракообразными и морскими лилиями. Обнаженные блоки пород обычно инкрустированы агерматипными кораллами, губками и серпулидами, но в дистальных частях обломки редки и здесь накапливаются заметные количества бассейнового планктонного материала.

В сторону рифа склон становится круче (50--90°) и представляет собой стенку и склон рифа. Освещенность и энергия волн здесь низкие, и в твердом субстрате преобладают мягкие альционарии часто вместе со склероспонгиями. На глубине около 30 м преобладают рифовые каменистые кораллы, которые впервые появляются на глубине около 100 м, но ниже 30 м в основном представлены плоскими колониями, большая поверхность которых адаптирована к улавливанию света.

Зона наибольшего скелетного роста простирается от зоны прибоя до глубины менее 100 м и представлена фациями фронта рифа и рифового каркаса. Здесь создается твердый органический каркас рифа, и в более мелководных районах развиваются гребенчатые структуры шпор и борозд. В настоящее время в наиболее мелководной зоне (от зоны прибоя до глубины 20 м) обычно преобладают ветвистые кораллы Acroporapalmata, которые известны только с позднего плейстоцена. До их появления преобладали массивные, слоистые, полусферические и холмообразные формы. Сообщества кораллов часто образуют отчетливые линейно-вытянутые зоны, каждая зона параллельна фронту рифа и отражает контролируемые глубиной воды различия физических и биологических свойств среды обитания. На вершине растущего рифа в наиболее мелких водах расположен узкий гребень рифа, где при интенсивном воздействии волн скелеты у кораллов инкрустирующие или плоские, а при менее напряженном режиме -- инкрустирующие, листовидные или в виде пеньков. Имеется тенденция к горизонтальному росту, что обусловлено уровнем прилива, который существенно ограничивает разнообразие организмов в этих местообитаниях. Обычно здесь распространеныродолиты красных водорослей и просверленный и инкрустированный коралловый щебень.

Ниже рифового гребня уже на глубине 1--5 м энергия волн и течений уменьшается. Этот пририфовый район называется в целом рифовой отмелью. Здесь часто преобладает детрит и родолиты красных водорослей, но могут присутствовать лоскутные рифы и заросли морской травы. Пески -- дериватырифа -- иногда намываются в виде кос и островов. По некоторым классификациям узкая зона рифовой отмели ограничивается со стороны лагуны песчаными фациями тыловой стороны рифа или покровными песками, и, по мере того как твердый риф дает начало рифовым пескам, места для прикрепления рифовых организмов сокращаются. Это приводит к соответствующему уменьшению питательных веществ и увеличению мутности, в биоте начинают преобладать моллюски, водоросли, фораминиферы, соскребающие, сверлящие организмы и зеленые водоросли (например, Halimeda). В конце концов пояс песка переходит в более илистые фации лагуны или шельфовой лагуны.

2. Типы современных коралловых рифов

Современные коралловые рифы -- твердые устойчивые к действию волн структуры, образованные и частично скрепленные организмами. Они представляют собой устойчивые «оазисы» органической продуктивности с высокой плотностью населения, интенсивным метаболизмом карбонатов и сложными пищевыми цепями, окруженные водами с относительно низким содержанием планктона и минеральных веществ. Шельфовые рифы, растущие на погруженных континентальных окраинах, являются не простыми структурами, а представляют собой гигантские рифовые комплексы, которые включают окаймляющие барьерные рифы и атоллы. Присутствие или отсутствие рифовых поясов контролируется многими факторами, особенно мутностью воды, апвеллингами и уклоном склона.

Современные коралловые рифы по своей морфологии разделяются на барьерные, береговые, и атоллы.

Барьерные рифы располагаются на некотором удалении от берега, отделяясь от него лагуной, достигающей иногда ширины в несколько десятков километров.

Береговые рифы протягиваются вдоль берега, образуя как бы его подводное продолжение.

Атоллы, представляющие собой кольцевые рифы, внутри которых располагается неглубокая лагуна, не менее многочисленны.

2.1 Барьерные рифы

Расположены полосой вдоль берега, от суши отделены широкой и глубокой лагуной. Ширина лагуны барьерных рифов варьирует от сотен метров до десятков километров, а глубина -- от 5 до 70 м. Полосы барьерного рифа имеют ширину от 100 м до нескольких километров. Эти полосы часто сложно структурированы и могут быть двойными или содержать внутри себя плоские, линейные и кольцевые рифы.

Пользующийся широкой известностью Большой барьерный риф протягивается вдоль восточного берега Австралии более чем на 2000 км -- от широты Южного тропика до самой северной точки Австралии -- мыса Йорк. В некоторых местах он отступает от берега материка на 50--100 км. Барьерные рифы окружают многочисленные острова в архипелагах Микронезии, Меланезии и Полинезии.

Большой барьерный риф - гряда коралловых рифов и островов в Коралловом море, протянувшаяся вдоль северо-восточного побережья Австралии на 2300 км.

В северной части его ширина достигает 2 км, в южной -- 150 км. Большая часть рифов находится под водой (которые обнажаются во время отливов). В 1979 году здесь был основан Морской национальный парк площадью свыше 5 млн. га. История Большого барьерного рифа насчитывает уже около 18 миллионов лет. Современная история его развития длится около 8000 лет. На старом фундаменте по-прежнему появляются все новые пласты.

Основная часть рифа охватывает более 2100 отдельных рифов, которые окружены почти 540 барьерами, образующими прибрежные острова. Между Рифом и побережьем простирается лагуна. Этот район отмелей редко превышает глубину 100 м. Со стороны моря склоны рифа круто впадают на тысячи метров в глубь моря. Барьер в этом месте подвержен влиянию волн и ветров. Рост кораллов тут самый быстрый, тогда как в местах, где волны и температура достигают экстремальных высот, рифы теряют наибольшее количество строительного материала. Большая часть свободного материала вплетается в рифы и образует новые скалы, таким образом на рифе происходят постоянные, сменяющие друг друга процессы разрушения и последующего восстановления.

2.2 Береговые рифы

Береговые рифы расположены прямо на уровне моря или чуть ниже его, окружая острова на мелководье. Представляют собой неширокуютерассу, начинающуюся с кромки берега, и обрывающуюся на некотором удалении.

Береговые рифы, встречающиеся не только по одному, но по два и даже по три, могут быть сложены из песка, гравия, галек и т. п.

На берегах морей, в которых зимою образуются льды, береговые рифы могут состоять так же из огромных валунов самых разнообразных пород.

Иногда отложения эти цементируются углекислым кальцием и превращаются в твердую породу. Они отделяются от берега более или менее узкою ложбиною, которая при дальнейшем примыве наполняется более мелкими материалами (тонкий песок, ил) и по обсыхании новой ложбины риф присоединяется к берегу.

2.3 Атоллы

Крупные коралловые постройки, имеющие кольцевую форму. Основанием для атолла служит обычно вершина подводного вулкана. Атоллы отличаются очень сложным строением. В составе атолла могут быть острова, банки, плоские рифы, микро-атоллы. В центре атолла часто бывает одна или несколько лагун.

Высота атолла обычно не превышает 3-4 метров над средним уровнем океана. Атоллы могут иметь разнообразные конфигурации и размеры. Один из крупнейших атоллов на Земле -- Кваджалейн (Меньшикова) в архипелаге Маршалловы острова -- достигает 2336 км, из которых 92 % приходится на лагуну, вытянутую на 300 км. Суммарная площадь 92 островков этого атолла -- 14,5 км. Другой крупный атолл -- Рангироа (Рангирой) (рис.2.3.3) в архипелаге Туамоту -- занимает 1639 км, а его 241 островок занимает 43 км. Коралловые рифы таких крупных атоллов обрамляют поднятие на дне океана, являющееся вулканическим плато, а не конусом отдельного вулкана. За исключением небольших атоллов, площадь рифов обычно составляет несколько процентов от площади самих атоллов, а на долю суши часто приходится лишь доли процентов. В случае небольшого атолла Пангелаи, на рифы и сушу приходится 3 из 4 км площади атолла.

Атоллы обычно образуются путём обрастания вулканического острова коралловым рифом, формирующим кольцевой пояс. Часто это сопровождается погружением вулканической основы под воду, если такого погружения не происходит, то формируется ядерный атолл с вулканическим островом внутри лагуны. Небольшое понижение уровня воды (или поднятие тектонической основы атолла) приводит к превращению кораллового рифа в атолл. Дальнейшее поднятие суши может привести к формированию поднятого атолла. Если же атолл погружается под воду, то формируется подводная банка (то есть отмель), которая может быть названа погружённый атолл.

Атоллы распространены не только внутри крупных барьерных комплексов, но и образуют районы мелководного карбонатного осадконакопления в открытом океане, которые лучше всего известны в Тихом и Индийском океанах. Большинство атоллов состоит из кольцевой полосы рифов, окружающих круглую или прямоугольную лагуну с плоским дном, на котором могут располагаться изолированные коралловые холмы. В них проявляется концентрическое расположение фаций, хотя наветренная сторона рифовых гребней часто ограничена устойчивой к воздействию низких волн грядой известковых красных водорослей. Подветренные края могут иметь крутой и неровный склон, что обусловлено оползнями, вызванными штормами. Действием волн рифовые пески вы носятся в лагуну, и в этой зоне часто обильно представлены бентосные фораминиферы. Глубже 30 м эти фораминиферовые пески замещаются песками с преобладанием Halimeda, но на глубинах более 60 м недостаток освещенности препятствует обильному росту Halimeda, и в осадке снова становятся обильными бентосные фораминиферы. Карбонатная суперструктура океанических атоллов обычно развивается на погруженном основании из вулканических пород.

Сложная история атоллов, как это установлено путем картирования и бурения, включает повторяющиеся эпизоды поднятия и погружения. Фаза воздымания приводит к развитию карста и образованию почвы, накопление фосфатного гуано может приводить к образованию в дальнейшем фосфоритов в виде слоев, корок, оолитов.

Морфология роста многих современных рифовых комплексов, по-видимому, связана с предшествующей топографией, рифы нарастают в виде покрова на затопленном карсте.

3.Строение рифов

Живые рифы развиты на постфландрийских покровах, либо на плейстоценовых рифах, либо на аллювиальных осадках. Края рифов представляют собой низкий склон (на глубине более 20 м), где могут подниматься коралловые холмы и имеются интенсивные заросли морской травы и мягких кораллов. Фронт рифа и рифовая стенка (до глубины 20 м) являются зоной, наиболее благоприятной для роста кораллов, имеют выступы и борозды, развивающиеся перпендикулярно фронту отражения волн, и имеют участки скелетных песков и зоны свала. Рифовые платформы ровные или с углублениями и прудами, в которых накапливаются перемешанные карбонатные скелетные и терригенные пески. Пески интенсивно биотурбированы ракообразными и укреплены морской травой. Здесь обычны также родолиты красных водорослей и крупные дискоидальные фораминиферы, местами преобладающие в песчаной фракции. Зоны рифовой платформы и фронта рифа прорезаны отдельными каналами, которые являются продолжением основных конусов выноса. Они заполняются аллювиальными песками и гравием, и их радиальное расположение отличается от рельефа борозд и выступов фронта рифа. При внезапных затоплениях по этим каналам проходит масса терригенного материала. Литоральные зоны имеют низкий штормовойпляж (до 1 м высотой), местами обогащенный детритом раковин моллюсков, иногда на некоторых участках развивается сцементированный известковый песчаник. Терригенные пески часто с высоким содержанием обломков изверженных и метаморфических пород имеют морской вадозный арагонитовый цемент.

4. Происхождение рифов

Строя риф, мадрепоровые кораллы создают колонии невероятно разнообразных форм и размеров. Однако в основе этого разнообразия лежит несколько основных форм, что позволяет разбить рифы всего лишь на несколько типов.

Уже много лет ученые, изучающие рифы, спорят о том, как образовались атоллы и коралловые банки, рассеянные по Индийскому, Тихому и Атлантическому океанам.

Есть несколько теорий возникновения рифов. И каждая из них пытается по-своему подойти к решению двух взаимосвязанных и в то же время совершенно самостоятельных проблем: как образовались платформы, на которых находятся рифы, и почему современные рифы имеют именно такую, а не иную форму. Одни теории дополняют друг друга, некоторые же построены на противоположных точках зрения. Какие-то положения этих теорий сохраняют свое значение и на сегодняшний день, другие были отвергнуты или же рассматриваются как некий частный случай.

Первым изящное решение проблемы образования атоллов предложил Чарлз Дарвин. Встречая во время своего кругосветного путешествия ископаемые виды морских организмов на больших высотах в Андах, он предположил, что некоторые участки земной коры, по-видимому, испытали значительное поднятие по вертикали. В те годы возможность смещения отдельных блоков земной коры представлялась почти такой же невероятной, какой несколько позже будет казаться современникам эволюционная теория самого Дарвина. Его теория образования атоллов исходила из двух основных предпосылок -- что платформы, на которых росли мадрепоровые кораллы, постепенно опускались и что коралловые постройки и рифы, которые они созидали, могли расти вверх, по крайней мере, с такой же скоростью, с какой происходило опускание платформ. Эта теория в основном выдержала проверку на протяжении полутора веков. К тому же она объясняет образование не только атоллов, но также и двух других типов рифов: и береговые, и барьерные рифы, и атоллы, по Дарвину, представляют собой последовательные этапы развития одной и той же коралловой постройки.
Сначала вокруг вулкана, вздымающегося над теплым коралловым морем, на мелководье вырастает коралловая полоса -- береговой риф. Постепенно вулкан погружается в море, по мере его опускания происходит рост кораллов вверх -- и таким образом риф постоянно держится на одном и том же уровне. Если риф все время растет вверх и в сторону моря, постепенно между ним и островом может образоваться канал. Когда этот канал достигнет определенной ширины, риф из берегового превращается в барьерный. (Совершенно ясно, что момент, начиная с которого береговой риф превращается в барьерный, можно определять по-разному -- скажем, некоторые специалисты давно уже предложили считать береговой риф барьерным, когда по образовавшемуся каналу уже может проходить большая лодка.) В Мировом океане существует множество береговых и барьерных рифов.

В конце концов, вулкан, исчезнув совсем в морских глубинах и оставив после себя лишь кольцо кораллов, превращается в атолл. В Индийском и Тихом океанах разбросаны сотни и сотни атоллов, диаметры которых могут колебаться от одного до 160 и более километров; однако большинство атоллов имеет диаметр от трех до 30 километров. Теория Дарвина, прекрасно объяснившая наличие столь большого числа атоллов, пришла на смену бытовавшему ранее представлению о том, что атоллы были образованы рифами, которые выросли по краям кратеров потухших и погрузившихся в море вулканов. Рост кораллов вокруг кратера вулкана, расположенного на подходящей глубине, действительно мог иметь место, но никак не удавалось объяснить, почему такое множество кратеров вулканов оказалось на одной и той же глубине.

Сегодня в коралловых морях можно видеть все три этапа развития коралловой постройки и много промежуточных стадий. Результаты глубокого бурения на рифах подтвердили справедливость предположения Дарвина: в большинстве случаев коралловый известняк действительно покоится на более древних вулканических породах, а ископаемые остатки наземных и прибрежных морских организмов, которые обнаружены в кернах, извлеченных из скважин с больших глубин, свидетельствуют о том, что этот ныне глубоко погребенный известняк некогда находился на уровне моря или несколько выше его. С помощью радиоизотопов в некоторых случаях удалось определить возраст известняка -- оказалось, что он колеблется от нескольких тысяч до многих миллионов лет.

Однако процесс образования многих рифов не поддавался столь простому объяснению, Какое предлагал Дарвин. Большой Барьерный риф, например, не является обычным барьерным рифом гигантского размера. В действительности это огромный комплекс множества совершенно различных по форме, размерам и типам рифов, расположенный в пределах континентального шельфа на значительно меньших глубинах, чем рифы, лежащие где-то в просторах океана.

Несколько позднее дарвиновская теория происхождения рифов получила некоторое развитие, когда стало ясно, что уровень Мирового океана неоднократно поднимался и опускался, испытывая значительные колебания. Начинались и заканчивались ледниковые периоды, когда колоссальные объемы воды то накапливались в ледниках, то опять возвращались в Мировой океан, происходили вертикальные подвижки земной коры -- и рифы то появлялись на поверхности океана, то снова затапливались. Таким образом, современные мелководные районы не всегда были расположены на небольших глубинах, а время от времени то поднимались над уровнем Мирового океана, то опять уходили под воду. И этот факт сильно усложняет наше представление о том, как образовывались коралловые постройки.

Когда окончательно подтвердилось, что уровень Мирового океана испытывал значительные колебания, американец Дэли в начале нашего века создал теорию «ледникового контроля» рифообразования. Поначалу некоторым ученым показалось, что она опровергает теорию Дарвина. Однако Дарвин, в сущности, объяснил, как возникли рифы, а Дэли -- как изменения уровня моря и эрозия могли сформировать современный облик рифов. Когда во время ледникового периода понижался уровень моря и одновременно падала среднегодовая температура воды и кораллы прекращали свою созидательную деятельность, тогда, считает Дэли, рифы, и даже вулканы, разрушались и срезались волнами. Когда же уровень воды вновь повышался, кораллы получали на разрушенных рифах и вулканах весьма подходящую для своей жизнедеятельности платформу и в силу определенных причин начинали наиболее активно расти по ее краям. На сегодняшний день к теории Дэли относятся достаточно скептически, в частности, из-за того, что эрозия происходит медленнее, чем считал Дэли. Тем не менее, Дэли убедительно показал, что ни одна теория не может игнорировать ни изменения уровня Мирового океана. В свое время было выдвинуто предположение, что кольцевая форма атолла -- это результат растворения породы, лежащей в центре плоско срезанного рифа, морской водой. Однако когда стало ясно, что морская вода не могла бы растворять известняковую породу с необходимой скоростью, от этой теории отказались. Согласно последней, существующей на сегодняшний день точке зрения, середина рифа действительно разрушается, придавая ему форму кольца, но происходит это под воздействием кислой реакции дождевой воды, когда риф обнажается во время отлива. И эта теория признана сейчас наиболее правдоподобной.
Итак, на сегодняшний день нам ясно, что формирование кораллового рифа зависит от многих факторов. За последнее столетие наши представления о жизни рифа значительно расширились.

5. Карбонатные постройки во времени

Во многих древних рифах прослеживается последовательность сообществ внутренних фаций, отражающая смену одного биотического комплекса другим в течение роста комплекса. Эта последовательность хорошо известна и предсказуема; она прослеживается в рифовых ассоциациях, начиная с раннего ордовика и далее в силуре, девоне, мелу и олигоцене. Поскольку олигоценовые рифы по общей структуре очень сходны ссовременными, на этой модели можно установить факторы, ее обусловливающие. Выделяются четыре крупные фазы роста, и для каждой характерны свои особенности сообществ организмов, степень разнообразия и тип осадка.

Вначале некоторые участки отмирающих известковых песчаных отмелей стабилизируются оппортунистическими организмами, обладающими «зацепками», или корнями (например, пельматозои, известковые водоросли, морская трава). Утвердившись, они дают убежище другим иммигрантам. Затем начинается колонизация с образованием довольно однообразных густых зарослей толерантных групп, часто способных противостоять сильным потокам. При ветвлении колонизирующие организмы создают новые ниши для обрастающих организмов, и это приводит к стадии диверсификации, которая охватывает всю массу рифа, с высоким разнообразием каркасных и связующих организмов, а также организмов, использующих постройку в качестве укрытия, и сверлильщиков. По мере того как кровля постройки приближается к зоне прибоя, начинается стадия доминирования; драматически уменьшается разнообразие организмов, преобладают формы обрастающего или пластинчатого типа роста, распространяются зоны щебня. Рассмотрев кратко общие черты древних построек, обратимся теперь к примерам эволюции основных типов построек во времени.

Кайнозой. От эоцена до настоящего времени рифовые сообщества в общих чертах сопоставимы, поскольку в них доминируют склерактинии с узнаваемыми современными родами. Несмотря на то, что миоценовые коралловые рифы хорошо известны на Дальнем Востоке (например, в Индонезии и на Филиппинах), где они являются важными продуктивными нефтесодержащими отложениями, наиболее изученные рифовые комплексы этого возраста, несомненно, находятся в районе Средиземноморья.

В мессинское время эффектный ряд узких окаймляющих рифов спре обладанием Porites формировался вокруг островов, построенных на метаморфическом фундаменте и вулканических породах и располагавшихся у входа в систему бассейнов Средиземное море -- Красное море. Особенно хорошо рифы развиты на юге Испании, на Балеарских островах, в Марокко, а также в северной Италии и Сицилии. В южной Испании рифы строились частично на комплексе терригенных обломочных пород, состоящих из осадков аллювиальных конусов выноса, аллювиально-дельтовых отложений и морских турбидитов. Морские пески содержат двустворки, мшанки, красные водоросли, морские ежи и одиночные кораллы. Уменьшение поступления терригенного кластического материала способствовало накоплению карбонатов, в бассейне формировались пелагические мергели, которые переходили латерально в фации передовой части рифа, представленные на проксимальных участках слоистыми калькаренитами, а на склоне и в зоне свала -- галькой и валунами кораллов. В обнажениях видны топография и фации передовой части рифа, представленные слоями с гигантской косой слоистостью, в которых углы падения в зоны свала составляют 20--30° и уменьшаются вниз по склону до менее чем 5°. В обломках пород передовой части рифа, кроме Porites, присутствуют Haiimeda, родолиты красных водорослей, мшанки, моллюски и серпулиды. Смежные бассейновые фации содержат многочисленные планктонные фораминиферы, радиолярии, спиклы губок, обломки Halimeda и глауконит. Собственно рифовые комплексы состоят из массивного ядра, с преобладанием скоплений колоний Porites, цилиндрические ветви которых можно проследить по вертикали до высоты 3 м. Эти скопления Porites образуют изолированные пики или непрерывные заросли, окруженные глыбами и коралловыми брекчиями. Ветви Porites покрыты слоем ламинарного микрита, образовавшегося еще до их обрастания фораминиферами и красными водорослями. Считают, что микрит представляет собой подводный цемент из магнезиального кальцита, который составляет до 70% пород рифового ядра. При последовательном понижении уровня моря в результате эвстазии и эвапоритового высыхания происходит образование системы рифовых террас, среди которых более низкие являются более молодыми. Экология рифов своеобразна. В них преобладает моноспецифичная коралловая ассоциация. Объяснить этот факт просто контролем солености невозможно, даже если учитывать, что Porites является одним из наиболее толерантных современных родов кораллов. В качестве возможного объяснения можно рассматривать привнос холодных вод из Атлантики, причем частично замкнутое Средиземное море следует считать последним прибежищем тепловодных видов (включая Halimeda) на этой палеошироте (около 30° с.ш.).

Более ранние миоценовые рифы в поясе Средиземное море -- Красное море обычно содержат более разнообразные роды кораллов, но в них до лангского века отсутствуют Halimeda. Ни же по сторонам Суэцкого залива в дальней зоне прибрежья встречаются коралловые рифы с кавернозной вторичной пористостью в виде от дельных пятен и в виде каемок на обращенных к морю сторонах систем аллювиальных конусов выноса. Эти карбонаты представляют собой вторичные резервуары нефти, особенно там, где они перекрыты более поздними миоценовыми эвапоритами. Местами в этих карбонатах отсутствуют кораллы, но они богаты водорослями (например, нуллипоровые известняки, которые под Суэцким заливом латерально переходит в бассейновые эвапориты. Лагунные и эоловые пески иногда богаты усоногими раками, что указывает на аномальную соленость в области тылового рифа.

В олигоценовое время, до закрытия Тетиса в миоцене, коралловые рифы были хорошо развиты, протягиваясь с юго-востока Северной Мексики, Вест-Индии через Тетис, в Южную Европу, Индию и на Дальний Восток. В Луизиане, например, коралловые рифы образовывали локальные покрышки на диапировых соляных куполах и более обширные барьерные комплексы. Отличительным признаком этих среднетретичных рифов является удивительно космополитный характер их фауны. Очень велико видовое разнообразие кораллов; например, в северо-восточной Италии известно более 520 видов; это особенно много, если учитывать, что рифы строились в условиях влияния привноса терригенных и вулканогенных осадков.

В эоценовых рифах, как например в Турции, доминируют кораллы, а связующими организмами, по-видимому, являются гидрозои; красные водоросли встречаются в основном в передовой части рифа и в тыловых рифах]. Мшанковая биота передовой части рифа и пенеролидномилиолидная биота тылового рифа очень сходны с их современными аналогами. Однако в эоцене особенно в Средиземноморском поясе происходило образование обширных банок гигантских бентосных фораминифер Nummulites. Они интерпретируются как постройки; в некоторых местах связующими организмами в них являются, по-видимому, красные водоросли. Нуммулитовые гребни отделяли более глубоководные фации с глобигеринидами от более мелководных лагунных илов и эвапоритов. Однако нуммулиты внутри некоторые «банок» мощностью 30 м, например в классических среднеэоценовых слоях Гизехензис в Египте, указывают на многочисленные случаи переориентировки осадка течениями: черепитчатое налегание, знаки ряби и размывы. Предполагается поэтому, что многие структуры, напоминающие банки, представляют собой пассивно намытые скопления скелетов. Это подтверждается наблюдениями над сопутствующей фауной, например рыбами и морскими ежами, большинство из которых находится не в прижизненном положении, за исключением тех случаев, когда они связаны с хардграундами. Такие нуммулитовые банки лучше рассматривать как специализированные мелководные пески платформенной окраины, а не как настоящие постройки.

Хорошо развитые рифовые фации к концу мезозоя обычно исчезают, хотя рифовые известняки локально распространены и в плиоцене и содержат виды, пережившие фазу вымирания в конце мела. Палеоценовые постройки хорошо представлены биогенными иловыми холмами, в которых доминируют мшанки в ассоциации с губками. В датское время в южной Скандинавии в более глубоких частях морских впадин, простиравшихся с северо-запада на юго-восток, формировалась серия асимметричных иловых холмов, внешне напоминающих крупномасштабные волны высотой 10 м с длиной волны примерно 50 м. Внутренняя слоистость холмов конкордантанас их поверхностью, которая в свою очередь дискордантна со слоистостью вмещающих пород. Слоистость холмов подчеркивается полосами окремнения; до 45% этих осадков состоит из обломков мшанок. Отмечается зональность в распределении форм мшанок, причем более массивные формы встречаются на гребнях структур и на более крутых (обращенных на юго-восток) склонах, которые интерпретируются как более высокоэнергетические зоны. Водоросли и другие свидетельства фотических условий отсутствуют; полагают, что эти фации сопоставимы с более глубокими холодноводными платформами, как на пример Роккол, и с постройками, развитыми на глубоководных флангах Багамских островов.

Мезозой. В течение раннего мела в Тетическом поясе от Мексики через Южную Европу до Японии формировались кораллово-водорослевые постройки, но в среднем и позднем мелу в сооружении построек в этом регионе доминировали рудисты, образуя заросли и каркасы. Впозднем мелу они колонизовали различные места обитания: тыловые части рифов, рифы и склоны передовой части рифа и характеризовались широким разнообразием формы раковин. Были представлены: толстораковинные конические формы, достигавшие высоты 1,5 м (радиолитиды), высокие скрученные трубки (каприниды), тонкостенные скрученные спирально (моноплеуриды) и тонкораковинные формы с изо гнутыми створками (реквениды). Все рудисты были прикрепленными сестонофагами, причем их требования к пище отличались от требований кораллов-микрохищников, так что прямые экологические сравнения меловых рудистовых рифов с современными коралловыми рифами следует проводить весьма осторожно. Воз можно, что по крайней мере некоторые рудисты, подобно современному гигантскому моллюску Tridacna, были симбионтными с зооксантеллами.

Реквениды обычно строили биостромы в зоне прибрежных карбонатных банок. Большинство другихогранизмов, кроме милиолид, по-видимому, отсутствовали в этих сообществах, хотя с ни ми ассоциируются строматолиты и доломитизированные корки. Моноплеуриды, по-видимому, были толерантны к привносу илистого материала, в то время как каприниды формировали крупные холмы в тыловых рифах, на шельфовой окраине и на передовом склоне. Радиолитиды распространены от тылового рифа до переднего склона; значительными рифообразователями они были в позднем мелу, где ассоциировались с кораллами, гидрозоями, красными водорослями и губками и постепенно были замещены ими. Постройки рудистов образовывали кайму вокруг древнего Мексиканского залива в течение большей части мелового периода. Благодаря интенсивным поискам углеводородов, были выявлены ассоциации смежных платформенных и бассейновых фаций. В раннем и среднем мелу край шельфа чаще всего представлял собой прерывистый ряд вытянутых банок и изолированных рифов с рудистовыми песчаными телами; подобная картина в это время была и в других частях мира (например, в Европе и на Среднем Востоке). В позднем мелу появились более непрерывные рифовые барьеры. Гребневые зоны некоторых рудистовых рифов (например на Среднем Востоке) богаты крупными орбитулидными фораминиферами, но их истинная роль в создании построек еще не выявлена. В поздней юре развивались пятнистые и барьерные рифы, сложенные кораллами и гидроидными, особенно распространенные вдоль северного края области Тетис. В Югославиитакие рифы протягиваются зоной шириной 20 км и длиной 140 км вдоль края древней платформы и имеют мощность до 600 м. Здесь выделены фации брекчий передовой части рифа, массивного рифа и битуминозные и мергелистые фации тылового рифа. Рифовый пояс со стоит из двух зон -- краевой зоны шельфа шири ной 6--10 км с очень разнообразным сообществом, в котором преобладают ктеностоматидныегидрозои и массивные кораллы, и внутренней зоны с парастроматопороидеями и обильными ветвистыми и корковидными кораллами. В передовой части рифа с аллохтонными рифовыми глыбами преобладают обломки криноидей. Эта часть рифа по направлению к бассейну переходит в мергелистые известняки, содержащие тинтинниды и цефалоподы.

В позднеюрских эпиконтинентальных бассейнах Центральной Европы постройки в виде иловых холмов сложены блюдце- и чашеобразными губками и цианофитами. Микритовый матрикс в этих холмах часто содержит мшанки, брахиоподы и серпулиды. Кроме того, могут встречаться аммониты, двустворки и белемниты. Такие холмы часто имеют более 100 м в поперечнике и мощность 20--50 м; по-видимому, они росли в спокойных, относительно глубоководных, HO определенно фотических условиях.

В южном Тетисе в среднем и позднем триасе формировались комплексы барьерных рифов, отделявшие более глубоководные бассейновые фации на юге от платформенных и платформенно-бассейновых фаций на севере. Наиболее важными каркасостроителями были кораллы и известковые губки, которым сопутствовали гидрозои и соленопорацеи (красные водоросли); имеются убедительные петрографические свидетельства ранней проникающей цементации. Разрезы прилегающих частей тылового рифа представлены калькаренитом с округлыми зернами с большим количеством зеленых водорослей дазикладаций идвустворок. В комплексе Дахштейн рифовые отложения и осадки песчаной отмели сменялись циклическими строматолитовыми и пятнистыми ламинитами, представлявшими собой литоральные и супралиторальные иловые отмели.

Поздний палеозой. Если общее строение триасовых и более поздних построек достаточно хорошо известно, то в палеозое ситуация совершенно иная. В позднем палеозое до периода массового вымирания в сообщества построек часто входили фенестеллиды, продуктиды и тетракораллы. Из пермских построек лучше всего известен «риф» Капитан. Он представлен сложным переплетением барьерных построек, которые формировались на окраине бассейна Делавэр, Техасе и Нью-Мексико. Собственно барьерная постройка («риф») микритовая и почти не содержит крупных каркасо-строителей, за исключением известковых губок, связанных проблематичными гидрокораллиновыми водорослями (Tubiphytes), строматолитовыми водорослями, мшанками и соленопороидными красными водорослями, проросшими циклостомными мшанками. Первичные полости, однако, заполнены реликтовым волокнистым морским цементом. Присутствует также большое количество других скелетных остатков, включая пельматозои, брахиоподы и фораминиферы, но только около 3% окаменелостей находятся в первичном положении. Бассейновая сторона этого комплекса сложена переслаиванием грубо- и тонкозернистого скелетного материала и обломками построек. Этот консолидированный осадок передовой части рифа встречается также в виде обломков внутри более тонких осадков у подножия склона передовой части рифа. По направлению к шельфу распространены отмытые скелетные пески с дазикладовыми и кодиевыми, с онколитами, моллюсками и фораминиферами; этот материал и материал построек сильно доломитизированы на местах своего образования, но в слоях передового склона их обломки кальцитовые. За «рифом» присутствуют также вадозные пизолиты, а калькаренитылатерально переходят в ламиниты и эвапориты. Данем показал, что край шельфа испытывал воздействие вертикальных колебаний уровня моря. При низком стоянии уровня происходил интенсивный диагенез в вадозной зоне и на склоне постройки формировались оползневые конгломераты. Он объяснял колебания уровня моря разрастанием и отступанием ледников Гондваны.

В северной Англии описаны позднепермские постройки с преобладанием мшанок и водорослей, формировавшиеся по краям бассейна Цехштейн. В этих преимущественно массивных микритовых телах, как и в их техасских аналогах, отсутствуют очевидные каркасостроители; они имеют ранний цемент, но отличаются тем, что переходят вверх в строматолитовые биостромы, которые отделяют морские бассейновые фации от лагунных.

Несмотря на широкое развитие в карбоне платформенных фаций, в это время формировались иловые холмы, а не рифоподобные постройки. Некоторые из этих так называемых Уолсортских холмов и их комплексов, например в Ирландии, возвышались более чем на 100 м над дном бассейна, заполненного преимущественно глинистыми сланцами, имели крутые склоны с углами падения до 50° и обрамлялись шлейфами раковинного детрита с цементом обтекания -- строматаксисом. Эти холмы сложены микритовым ядром с изменчивым количеством пустотных заполнений и неоморфного карбонатного шпата и часто -- полным спектром фаций -- от обогащенных илом с рассеянными фенестеллидами до фаций, представленных сетью колоний фенестеллид с карбонатным заполнением. Основные скелетные остатки -- это фенестеллидные мшанки, краноидеи и рассеянные биокласты скелета других беспозвоночных.

В Ирландии Уолсортские холмы были широко распространены на шельфе, но еще шире в широкой зоне, отделяющей глубоководную илистую фацию на юге от «лагунной фации» на севере. Одна из проблем, связанных с микритовыми холмами уолсорского типа, -- это необходимость объяснить сохранность их высокого рельефа и крутых склонов, особенно в тех случаях, когда в структуре отсутствует органогенный или скелетный каркас. Были предложены сложные гипотезы происхождения таких построек, однако изучение известково-илистых и песчаных банок в заливе Шарк, на Багамских островах и Флориде показало, что в тех случаях, когда осадок улавливается (в современных морях обычно морской травой), формирование известково-илистых банок происходит в виде саморазвивающихся систем, но с относительно пологими склонами. На Уолсортских холмах взаимодействующие организмы (частично сохранившиеся и частично исчезнувшие в результате диагенеза) могли строить сообщества, в общем сопоставимые с биотой залива Шарк. Присутствие оползневых слоев на флангах холмов свидетельствует о периодической подвижности склонов. Обычно отсутствие размывов, связанных с действием течений, и намывных косослоистых отложений предполагает, что эти холмы формировались в низкоэнергетической обстановке, возможно, в глубокой зоне шельфа.

Крупное вымирание в позднем девоне привело к массовой гибели морских бентосных сообществ. Вымерли табуляты, пострадали ругозы, сократилось разнообразие строматопороидей, а также брахиопод. Таким образом, общий состав раннекаменноугольных биот был относительно обедненным. Однако в среднем и позднем девоне наблюдалось эксплозивное и всесветное развитие кораллово-строматопороидных построек. В течение силура и раннего девона доминировали табуляты, затем все возрастающую роль стали играть тетракораллы.

Живетско-франские рифы западной Канады и Скалистых гор дают ряд прекрасных примеров как построек с жестким каркасом, так и открытых скелетных конструкций, распространение которых контролировалось небольшими колебаниями уровня моря и топографией дна. Определенные сообщества были характерны для определенных обстановок. Массивные строматопороидей, корковидные кораллиновые водоросли и колониальные кораллы связаны главным образом с «рифом» и «передовой частью рифа», в то время как организмы с более хрупкими ветвящимися скелетами, как у Amphlрога, доминировали в предположительно лагунных обстановках. Джеймисонпостроила модель обстановок для рифового комплекса Александра, где выделила глубоководную передовую часть рифа, риф, защищающий шельфовую лагуну, и полупогруженные прибрежные иловые отмели. В рифе Александра большую роль в образовании карбоната играли водоросли и, по мнению Джеймисон, многие из них удивительно напоминают современные рифостроящие водоросли. Характер их распределения также сходен с распределением водорослей в современных морях. Рифы шельфовых окраин часто богаты инкрустирующими известковыми сине-зелеными водорослями. Комплекс изолированных рифов шириной от нескольких метров до нескольких десятков метров образовывал частичный барьер. На площади «тылового рифа», за этим барьером формировались бугры в «форме ульев». Они достигали высоты 2 м и в них доминировали Amphipora, корковидные кораллиновые водоросли и мелкие кораллы. Местами развивались также иловые холмы.

Сходные постройки были хорошо развиты в Австралии, Европе и во многих других частях мира. Европейские рифы представлены банками, биостромами, комплексами барьерных рифов, рифовыми холмами, атоллами и иловыми холмами затишных вод. Фации рифового ядра часто имеют текстуры раннего подводного цемента, а в иловых холмах важным ранним диагенетическим признаком является цемент облекания (строматаксис).

Ранний палеозой. В силуре значительные комплексы построек формировались в Гренландии, на острове Готланд, в Иллинойсе -- Индиане и Англии. В США постройки лучше всего развиты на востоке по периферии Центрального кратона. Кроме того, каждый из трех кратонных бассейнов в Мичигане, Иллинойсе и Техасе -- Нью-Мексико был окаймлен постройками. В Иллинойсе эти постройки встречаются в виде неправильных скоплений там, где скорость отложения кластических пород была Низкой. Шейвер выделил пять типов построек: 1) водорослевые спонгио-стромныестроматолитовые холмы, 2) мшанково-иловые холмы со строматактоидной структурой, 3) криноидно-табулятные иловые холмы, 4) волноустойчивые каркасные рифы, 5) «рифовые пики».

Волноустойчивые каркасы достигали высоты 30--70 м и росли на кровле криноидныхвакстонов, содержащих табуляты, немногочисленные строматопороидеи, губки и трилобиты. Выше наблюдается переход от аргиллитов и вакстонов, содержащих гидроидные, и со строматаксисом к настоящей каркасной ассоциации. Каркас представлен многочисленными строматопороидеями, табулятами и детритом криноидей,брахиопод и моллюсков. Фауна менялась по мере того, как рост каркаса распространялся в зону волн; исчезали губки, а более крупные строматопороидеи сопровождались массивными колониями табулят. Кроме кораллов здесь присутствовали неожиданно крупные популяции других хищных организмов (особенно наутилоидей) -- разительное сходство с трофи ческой структурой современных рифов. Рост каркаса вверх завершался после достижения зоны волн и тогда происходило экстенсивное развитие путем латеральной аккреции краевых частей постройки с богатой фауной криноидей. Преимущественный рост в одном направлении интерпретируется как реакция на господствующее направление ветра. Комплексы подобных построек формировались в виде барьеров вокруг некомпенсированного бассейна Мичиган и, кроме того, внутри бассейна в виде «рифовых пиков», образовавшихся там, где рост биогенной конструкции не отставал от скорости прогибания. Первые крупные постройки Готланда появились в венлоке. Самые поздние готландские постройки состоят из больших уплощенных неправильных масс, сложенных почти исключительно строматопороидеями и водорослями. Они, по-видимому, имели жесткие плотные каркасы, относительно низкое разнообразие и интерпретируются как мелководные линейные рифы, развивавшиеся в высокоэнергетической обстановке внутренней части кратона. В склоновых осадках преобладает криноидный детрит.

В ордовике постройки были меньше развиты, чем в более позднее время. Небольшие постройки высотой 2--3 м и 3--5 м в диаметре, в которых преобладали простые биоты из строматолитов, литистидных губок и колониальных кишечнополостных, были развиты, например, на месте Техаса и Оклахомы. Хотя эти по стройки были простыми по структуре, они наращивались вертикально в мелководье и характеризовались нормальной последовательностью фаз стабилизация -- доминирования. Однако в их состав включались новые группы скелетных организмов, особенно в среднем ордовике. Это -- мшанки, литистидные губки и табуляты, а красные (солено-пороидные) водоросли, присутствующие уже начиная с кембрия, становятся обильными и разнообразными.

Кембрийские постройки понять еще труднее. Из верхнего кембрия Теннесси известны неясно линейные многокилометровые комплексы бугорчатых строматолитов мощностью до 1 м, а некоторые структуры из верхнего кембрия штата Нью-Йорк были даже названы «барьерами».

Археоциаты -- представители, вероятно сходного с губками вымершего типа, присутствовали в постройках, развитых в нижнем кембрии Сибири, Северной Америки, Европы, Африки, Австралии и Антарктиды. Кубкообразные скелеты археоциат были связаны между собой проблематическими организмами Renalcis, Girvanella и Epiphyton (обызвествленные водорослевые структуры).

Известны также постройки в виде низких холмов с диаметром примерно 30 м и более. Советские исследователи Сибирского складчатого пояса предложили для некоторых «водорослево»-археоциатидных ассоциаций схему их зональности по глубине. Эти холмы колонизовались разнообразными бентосными организмами, так что к концу раннего кембрия экосистемы рифовых холмов уже сформировались. Недавно Брасьер высказал предположение о том, что некоторые из предполагаемых «водорослевых» структур являются вадозными «кониатолитами», и это указывает на то, что часть археоциатид выступала над поверхностью воды.

Докембрий. Интерпретации ассоциаций построек для этого времени весьма спекулятивны. Хоффман проанализировал роль строматолитов на протяжении геологического времени; очевидно, что потенциал сохранности строматолитов был гораздо выше до периода диверсификации соскребателей и сверлильщиков. Ассоциации фаций в протерозое северо-западной Канады рассматриваются как аналоги фаций, которые формировались позднее на краях платформ. Ветвящиеся столбчатые строматолиты образовывали постройки мощностью до 20 м, отделявшиеся друг от друга каналами, заполненными косослоистыми интракластовыми грейнстонами. В некоторых местах такие комплексы построек формировались вплоть до ордовика, особенно вдоль структурных шарнирных линий, отделяющих бассейны от платформ.