Кіріспе

Ұзақ мерзімді шөгінділердің аймақтары шөгінділермен толтыру үшін кеңістік жасайды, осы мақсатта жасанды бассейндер құрылады. Шөгінді бассейндері – Жер қыртысының кең ауқымды шөгіндіге ұшыраған аймақтары, онда қалың шөгінді қабаттары жинақталып, үлкен үш өлшемді шөгінді тау жыныстарын құрайды. Олар ұзақ мерзімді шөгіндінің нәтижесінде пайда болатын аймақтық депрессиялар арқылы шөгінділердің жинақталуына жағдай жасайды. Миллиондаған, ондаған немесе жүздеген миллион жылдар бойы шөгінділердің жиналуы, негізінен, су арқылы эрозияға ұшыраған материалдың гравитациялық тасымалы, депрессияны толтыруға бағытталған. Шөгінділер көмілгенде, олар қысымның артуына ұшырайды және оларды шөгінді тау жыныстарына айналдыратын тығыздалу және литификация процестерін бастайды. Шөгінді бассейндері әртүрлі геологиялық орталарда, әдетте, тектоникалық плиталардың қозғалысының нәтижесінде, Жер литосферасының деформациясынан пайда болады. Қабықтың деформация механизмдері, шөгіндіге алып келетін және шөгінді бассейндерінің қалыптасуына себеп болатын механизмдерге: астыңғы қабықтың жұқаруы; шөгінді, тектоникалық немесе жанартаулық жүктеме арқылы қабықтың басылуы; немесе астыңғы немесе іргелес литосфераның қалыңдығы мен тығыздығының өзгеруі жатады. Бассейннің қалыптасу процесі басталғаннан кейін, бассейнге жиналған шөгінділердің салмағы астыңғы қабыққа қосымша жүктеме береді, бұл шөгіндіні күшейтеді және изостазия нәтижесінде бассейннің дамуын арттырады. Ішкі құрлық аймақтарында қалыптасқан интракратондық бассейндердің сақталу мүмкіндігі жоғары. Ал мұхит қабығында пайда болған шөгінді бассейндері субдукция нәтижесінде жойылуы мүмкін. Құрлықтардың бөлінуінен пайда болған, мысалы Атлантика мұхиты сияқты жаңа мұхит бассейндерінің қалыптасу мерзімі жүздеген миллион жылдарды құрауы мүмкін, бірақ бұл мұхит бассейндері құрлықтар соқтығысқанда жабылып қалған жағдайда толық сақталмауы да мүмкін.

Құрылыс механикасы

Седименттік бассейндер литосфераның аймақтық шөгуінің нәтижесінде, көбінесе бірнеше геодинамикалық процестердің әсерінен қалыптасады.

Литосфералық созу

Егер литосфера көлденең созуға ұшыраса, мысалы, жарылу (бұзылушы тақта шекараларымен байланысты) немесе қырқа итеру немесе шұңқыр тарту (жинақталушы шекаралармен байланысты) сияқты механизмдердің әсері екі есеге артады деп саналады. Литосфераның төменгі, ыстық бөлігі созылып жатқан негізгі аймақтан баяу "ағып" кетеді, ал жоғарғы, салқын және нашар қатты қабық жарылуға (сынуға) және сынуға бейім болады. Бұл екі механизмнің біріктірілген әсері кеңейген аймақтағы Жер бетінің шөгуіне алып келеді, бұл географиялық депрессияны құрайды, ол кейіннен сумен және/немесе шөгінділермен толтырылады. (Мысалы, созылғанда ортасы жұқаратын резеңке бөлігін қарастырайық.) Литосфералық созудың нәтижесінде пайда болған бассейннің мысалы – Солтүстік теңіз, сонымен қатар маңызды көмірсутек қорларына ие маңызды аймақ. Тағы бір мысал – Неваданың көп бөлігін қамтитын Бассейн және Жота аймағы, ол хорст және грабен құрылымдарының тізбегін құрайды. Континенттік жарылу жүзеге асырылатын жинақталушы шекаралардағы тектоникалық кеңею, мұхит бассейніне немесе жарылу аймағының сәтсіздігіне әкелетін жаңа мұхит бассейнін құруы мүмкін. Литосфералық созудың тағы бір көрінісі – орталық қырқалары бар мұхит алаптарының пайда болуы. Қызыл теңіз, шындығында, тектоникалық тақталар контекстінде пайда бола бастаған мұхит. Қызыл теңіздің аузы Үнді мұхитының қырқасы, Қызыл теңіз жарылысы және Шығыс Африка жарылысы кездесетін тектоникалық үштік түйіскен жері болып табылады. Бұл планетадағы мұхит қабығындағы үштік түйіскен жердің жер бетінен көрінетін жалғыз жері. Бұл түйіскен жердің жоғары жылулық жүзу қабілетіне (термиялық шөгуге) және Қызыл теңізге қарсы бөгет ретінде әрекет ететін теңіз түбінің жер қыртысының жергілікті бүлінген аймағына байланысты.

Литосфералық иілу

Литосфералық иілу – бұл аймақтық шөгіндіге алып келетін тағы бір геодинамикалық механизм, нәтижесінде шөгінді алап пайда болады. Егер литосфераға жүктеме түсірілсе, ол серіппелі тақта тәрізді иіліп қалады. Литосфералық иілудің мөлшері – түсірілген жүктеме мен литосфераның иілу қатаңдығының функциясы, ал иілудің толқын ұзындығы – литосфералық пластинаның иілу қатаңдығының функциясы. Иілу қатаңдығы өзі литосфераның минералды құрамы, жылу режимі және литосфераның тиімді серіппелі қалыңдығының функциясы болып табылады. Геологиялық процестердің динамикалық модельдеуімен айналысатын зерттеулер бассейн моделі деуге болады. Шөгінді алаптардың толымын құрайтын шөгінді тау жыныстары жер бетінің уақыт өте қалай өзгергенінің ең толық тарихи жазбасын сақтайды. Осы тау жыныстарын аймақтық зерттеу жердің өткен тектоникалық (палеотектоника), географиялық (палеогеография), климаттық (палеоклиматология), мұхиттық (палеоокеанография), және тіршілік ортасы (палеоэкология және палеобиогеография) жағдайларын түсінуге және қайта құруға бағытталған ғылыми зерттеулер үшін негізгі деректер ретінде қолданылуы мүмкін. Сондықтан шөгінді алаптарды талдау – ғылыми және академиялық себептермен жүргізілетін маңызды зерттеу саласы. Дегенмен, шөгінді алаптардың қалыптасу және эволюция процестерін түсіну үшін маңызды экономикалық мүдделер де бар, себебі әлемдегі барлық қазба отын қорлары дерлік шөгінді алаптарда қалыптасқан. Кез келген аймақтың тарихы туралы осы тұжырымдардың барлығы уақыт өте келе бір немесе бірнеше шөгінді алаптардың толуынан пайда болған шөгінді тау жыныстарының үлкен үш өлшемді денесін зерттеуге негізделген. Стратиграфия және соңғы онжылдықтардағы реттілік стратиграфия ғылыми зерттеулері осы шөгінді тау жыныстарының үш өлшемді архитектурасын, құрамын және қабатталуын, уақыт өте әрекет ететін шөгінді процестердің нәтижесінде пайда болған жазба ретінде түсінуге бағытталған, бұл процестерге жаһандық теңіз деңгейінің өзгеруі және аймақтық плиталардың тектоникасы әсер етеді.

Жер бетін геологиялық зерттеу

Шөгінді бассейннің құрамын құрайтын шөгінді тау жыныстары жер бетіне шыққан жерлерде, дәстүрлі геологиялық зерттеулер, әуе суреті және спутниктік суреттер шөгінді бассейндерді зерттеу үшін қолданылуы мүмкін.

Жер қойнауын геологиялық зерттеу

Шөгінді алаптың көп бөлігінің толымы көбінесе жер бетінің астында, жиі мұхитқа батып қалады, сондықтан оны тікелей зерттеу мүмкін емес. Сейсмикалық деректерді жинау арқылы алынған сейсмикалық толқынды пайдалану және сейсмикалық стратиграфияның нақты саласы арқылы зерттеу – қашықтықтан зондтау арқылы алаптың толымының үш өлшемді құрылымын түсінудің басты жолы. Тау жыныстарынан тікелей үлгі алу бұрғылау арқылы және ядролық үлгілер мен бұрғылау қалдықтары түрінде жүзеге асырылады. Бұл геологтарға тау жыныстарының кішкентай үлгілерін тікелей зерттеуге, ал палеонтологтарға олардың құрамындағы микрофоссилдерді зерттеуге (микропалеонтология) мүмкіндік береді. Бұрғылау кезінде бұрғылау ұңғымаларының бойымен электрондық құралдарды түсіру арқылы тексеріледі, бұл процеске ұңғымалық геофизикалық зерттеу делінеді. Ұңғымалық геофизикалық зерттеу бұрғылауды қоршаған тау жыныстарының электромагниттік және радиоактивтік қасиеттерін, сондай-ақ бұрғылау процесінде қолданылатын сұйықтықтармен олардың өзара әрекеттесуін пайдаланып, ұңғыманың бойымен тау жыныстарының үздіксіз тізімін жасайды, ол қисықтар жиынтығы түрінде көрсетіледі. Бірнеше ұңғыманың геофизикалық қисықтарын салыстыру шөгінді алаптың стратиграфиясын түсіну үшін пайдалы, әсіресе сейсмикалық стратиграфиямен бірге қолданғанда.