Рифы современные и древние

     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, ни эрозию под воздействием морских волн и дождей.

     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. Но, чтобы понять процесс рифообразования до конца, нам еще предстоит проделать огромную работу.

      4.Древние рифы

     Миллионы  лет назад территория, которую  в настоящее время занимает Башкортостан, была дном огромного тёплого моря. Учёные назвали его Девонским. На правом берегу Белой против города Стерлитамака поднимаются одиночные горы-шиханы. Они образовались из скелетов морских животных. Стерлитамакские шиханы — это известняковые рифы.

     В районе города Стерлитамак на правом берегу реки Белой строго с севера на юг возвышаются горы одиночки (шиханы): Юрак-Тау, Куш-Тау, Тра-Тау. Четвертый шихан – Шах-Тау, когда-то величественно возвышавшийся над долиной реки на 206 метров, сегодня за десятилетия производственных разработок стал ниже и его контуры почти сливаются с окружающими холмами. 

     Юрак-Тау (Журяк-Таш-Гора - сердце)(рис.4.а) она стоит на ровном месте, кругла и к верху островата. К реке Белой гора весьма утесиста и имеет навислые камни, которые местами представляют как бы некое порядочное строение. Озеро служит разделением Журяк-Тау с другой горой Кош-Тау (гора Стана)  называемую: поскольку в прежние времена это место  в первом с весны станом или кочевьем служило Кубанскому хану. Гора вышиной прежним не уступает, но только гораздо продолговатее и состоит, как и прежняя, из дикого камня. Третья гора около версты отстоит от Кош-Тау и называется Шишак-Тау(современное название горы – Шах-Тау).

     Одной из самых ранних геологических описаний шиханов было сделано английским геологом Р.И. Мурчисоном, который посеьил окрестности Стерлитамака в 1844г.: «Внешняя полоса известняка, появляющаяся из-под котловины, наполненной пермскими породами, идет близко от севера на юг, прилегая непосредственно к левому берегу реки Белой; она обозначена четырьмя почти коническими холмами, которые в этой плоской стране, где они вышли на поверхность, как будто произведены вулканическими поднятиями. Гора Чеке-Тау (Шах-Тау) непосредственно на востоке у самого Стерлитамака- третий из конусообразных высот, считая от севера, может быть описана как лучший представитель целой цепи. Она имеет неровную поверхность, совершенно оголена, увенчена двойной верхушкой; воздымаясь круто от берега реки Белой и притока ее Селеука, она представляет весьма поучительный образец двойного расходящегося или антиклинального падения пластов; одни из них сильно наклонены на восток, другие на запад. К востоку срываются они от лого под другие плитнякам подобные извястняки, содержащие гипс; на востоке же пласты несходят почти отвестно, примыкая к большому углублению, по которому течет река Белая. Известняк имеет светл-серый и буроватый цвета, представляют частью скопление одних раковин.

     Две из них замечательно правильной конической формы с крутыми склонами и  розовато-белыми вершинами, сверкающими на солнце, напоминают из дали вулканы. Особенно высок и красив обособленный от всех южный шихан- Тра-Тау(рис.4.б), конус которого царит над окрестностью и виден на громадные расстояния около 50 верст. В пасмурную погоду горы имеют темно-синий цвет.

рис.4.а

рис.4.б

     Принадлежность  шиханов к ископаемым рифам была установлена знаменитым ученым Д.В. Наливкиным, который привез фотографию горы Тра-Тау как пример ископаемого  рифа в первом напечатанном курсе  учения о фациях(1932г.).

     В течении всего времени накопления рифогенной толщи полоса шиханов представляла собой хорошо освещенную отмель с теплой водой, богатой питательными веществами. Глубина в лагунах колебалась в пределах 20-40 м., дно было неровным, в связи с чем выделялись участки с разными гидродинамическими условиями. Это определило образование большого количества экологических ниш и обособление морских организмов.

     Сложная история формирования рифов запечатлена  в разнообразных известняках, которых  насчитывается более 30 разновидностей.

     4.1.Геологическое строение стерлитамакских шиханов

     Образование шиханов происходило более 280 миллионов  лет назад. Они являются биогермными  постройками ране пермского морского бассейна. Сформировались они в зоне перехода от мелководного моря, покрывающую восточную окраину русской платформы, к более глубоководной части морского бассейна. Соответствующей Предуральскому краевому прогибу. Их формирование началось в начале Ассельского века, когда на месте пологих морских отмелей возникли мощные рифовые массивы, простиравшиеся в виде цепочки на многие сотни км. Процесс роста стерлитамакских коралловых рифов прекратился после их поднятия выше уровня вод раннепермского моря в начале Артинского века. Позднее большинство рифовых массивов было погребено под мощной толщей гипсов, ангидритов и каменной соли кунгурского яруса, а стерлитамакский участок рифовой полосы наряду с некоторыми другими был поднят и выведен на поверхность.

     Резкий  контраст в рельефе обусловлен глубоким различием в геологическом строении шиханов и прилегающей к ним местности, сложенной рыхлыми кунгурскими и уфимскими осадками.

     На  шиханах выявлено большое разнообразие морских обитателей древних рифов: 35 тысяч видов известковых водорослей, более 100 тысяч фораминифер, более 30 видов караллов, более 150 видов брахипод и др.  

     Известняки  шиханов по своему составу отличаются исключительной чистотой и по литологическому  облику весьма однообразны, а наблюдающиеся  в них внешние отличия обусловлены  в основном процессами выветривания.

     На  месторождении Шах-Тау наиболее распространены известняки тонкокристаллические светло-серого, жиловатого и грязно-белого цвета. Богатые скелетами различных ископаемых организмов, они иногда преобретают типично органогенный характер(известняки криноидные, брахиоподовые, фузулиновые и др.) .Вторым типом,  встречающимся в верхней части толщи, являются коричневато-серые и бурые плотные известняки с большим количеством обломком криноидных стеблей и колонильных кораллов. Третяя разновидность, заслужвающая упоминания, представдена темно-серым почти черным плотным тонкокристаллическим известняком, содержащим в большом количестве остатки мелких одиночных кораллов и очень редко других организмов; это разновидность приурочена, видимо, лишь к самой верхней части сохранившихся от размыва толщи нижнеартинских известняков.

     Верхнеартинские отложения представлены пачкой темно-бурых  глинястых известняков с остатками  фауны головоногих. Эти известняки плотные тонкозернистой, имеют хорошовыраженную тонкую слоистость. Для их состава  характерно содержание глинястого материала и некоторая примесь песчаных частиц. Из органических остатков чаче всего встречаются раковмны ганиотитов и ортоцератитов, иногда весьма хорошей сохранности.

     Известняки  Шах-Тау содержат в своем составе  более 90% корбаната кальция(кальцита), в пределах 1% окиси марганца, менее 1% окислов железа и алюминия и столько же кремнезема, то есть отличаются от известняков других месторождений высокой химической частотой.

     В полостях известняков месторождения  Шах-Тау изредко встречаются гнезда, сложенные крупными прозрачными кристаллами самородной серы длиной до 10-15 см. (рис.4.1.1).

     Также красивы и весьма декоративны образцы, в которых трещинные полости в известняках выполнены полупрозрачным красновато-розовым родохрозитом, образующим ритмичную слоистость с медовым мраморным ониксом.

     Уникальные  находки медных минералов – малахита и азурита в известняках месторождениях Шах-Тау.

     Шиханы, будучи сложены из достаточно чистых известняков, являются не только на редкость красивым созданием природы и интересными  геологическими объектами, но и необходимой сырьевой базой промышленности – химической и цементной. В начале 30-х гг 20 в были проведены исследования стерлитамакских известняков и глин в качестве сырья для цементного производства. А также разведочные рабоит по оценке запасов известняков.