Знаки на поверхностях напластования и текстуры » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Знаки на поверхностях напластования и текстуры

29.07.2021

Когда слои свободно разделяются по плоскостям напластования, на образующихся поверхностях обычно обнаруживаются различные знаки или текстуры. Эти характерные черты образуются на поверхности накапливающегося осадка, но большая часть их, если не подавляющее большинство, сохраняется в виде слепков в нижней части, или подошве, перекрывающего слоя. Это в особенности справедливо, когда подстилающий материал сложен глинистым илом, а перекрывающий представлен песком. Отпечатки дождевых капель, трещины усыхания, рифели, бороздки и тому подобное сохраняются в виде «слепков» в подошве перекрывающего песчаника. С другой стороны, некоторые знаки появляются либо в подошве, либо в кровле пласта. Например, знаки ряби встречаются в виде как слепков, так и нормальной текстуры ряби на плоскости напластования песчаника. Таким же образом плоскость, разграничивающая слои, может быть выражена в верхней или нижней поверхности песчаной плитки. Однако те знаки, образование которых характерно для поверхности илового материала, обычно проявляются в виде подошвенных знаков и здесь рассматриваются отдельно. Текстуры, образующиеся на песчаных поверхностях, которые могут появляться как в кровле, так и подошве пласта, рассматриваются отдельно как «поверхностные знаки».

Подошвенные знаки


Подошвенные знаки являются чертой строения плоскостей напластования, характеризующей подошву некоторых песчаных слоев, реже известняков, перекрывающих глинистые толщи. Они представляют собой рельефные текстуры, образовавшиеся при заполнении углублений на поверхности ила, на которую откладывается песчаный материал. Хотя подошвенные знаки известны давно, тем не менее в их происхождении много неясного. Они вполне оправдывают свое название иероглифы и были расшифрованы сравнительно недавно. Значительная часть ранних работ была направлена на описание и классификацию этих текстур и их использование в качестве индикаторов палеотечений. Стремление понять их происхождение привело к постановке экспериментальных исследований.

Подошвенные знаки образуются в результате действия течений, при деформациях, вызываемых нагрузкой вышележащих пород и за счет жизнедеятельности организмов. Здесь мы рассматриваем в основном знаки, образованные течениями. Они относятся к двум классам, а именно, образованным эрозионной деятельностью струй и знаками, оставленными обломками, движущимися по поверхности дна. Последние также известны под названием следов выпахивания (tool marks).

Знаки течений и следы выпахивания. В результате деятельности течений образуются промоины, которые заполняются песчаным материалом и перекрываются слоем песка, такие знаки получили название слепков выемок (flute casts) (рис. 4-21). Они выглядят как рельефные выпуклые образования в подошве вышележащего песчаного слоя. Форма, размер и характер расположения слепков изменчивы. Слепки обычно слегка приподнятые, удлиненные, с изогнутым клювом, обращенным вверх по течению, противоположный конец знака расплющивается и сливается с плоскостью напластования. Размеры этих слепков изменяются от 1—2 см до 1 м в длину и от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в высоту. Некоторые вытянуты больше, другие по форме треугольные, или дельтовидные. Рельефный нос, или клюв, ориентированный против течения, иногда закручивается или изгибается. Слепки выемок образуют скопления, изолированные знаки встречаются относительно редко. Они либо широко отстоят друг от друга, либо полностью закрывают подошву и даже выходят за ее пределы. В редких случаях знаки образуют диагональные ряды или системы.
Знаки на поверхностях напластования и текстуры

Выемки выполняются песком, во многих случаях более крупным, чем основная масса песчаного пласта, частью которого являются слепки выемок. Менее правильные выемки (рифели) становятся похожи на отпечатки нагрузки, но они различаются тем, что знаки течения врезаны или эродированы и секут слоистость в подстилающей породе. Некоторые знаки бывают скульптурными или ступенчатыми, что отражает избирательный размыв по микрослоистости в подстилающем материале. Микрослои вокруг деформационных слепков или углублений обычно деформированы, и знаки их не пересекают.

Знаки течений формируются под воздействием завихряющихся струй. При соответствующих динамических условиях в потоке образуется масса завихрений, которые взмучивают подстилающую поверхность ила. Размеры завихрений зависят от динамического характера потока. Размер выемок определенным образом связан с крупностью обломочного материала и энергией потока. Образующиеся знаки течений чрезвычайно полезны при реконструкции палеотечений. Хотя они образуются в различных обстановках осадконакопления, наиболее четко знаки выражены в подошве слоев турбидитовых песчаников (и известняков) и, следовательно, являются наиболее примечательной чертой флишевых образований.

Еще одна форма знаков, образующаяся при вымывающем действии течения (и следовательно, связана со знаками течений), серповидные намывы (current crescent) — подковообразные углубления (по немецки — Hufei-senwiilste). Эти знаки образуются при размывании материала вокруг какого-либо предмета, например гальки, лежащей на поверхности песка. Размыв и рытвинка максимальны на стороне, обращенной к потоку, и прослеживаются по обе стороны от упомянутого препятствия. Во многих случаях препятствие на пути потока создает обломок пли останец глинистых пород, после выветривания которых остается отверстие, окруженное серповидным холмиком, являющимся слепком углубления.

Течения также переносят песчаные зерна, раковины, обломки глинистых сланцев и т. п. Они перемещаются по поверхности ила, перекатываются и оставляют отпечатки, которые сохраняются в виде слабовыраженных положительных форм в основании подстилающего песчаника; эти знаки получили общее название следов выпахивания.

Наиболее примечательные из них — слепки борозд, рельефные, прямолинейные, окруженные или заостренные выступы нижней поверхности некоторых песчаных пластов (рис. 4-22). Некоторые знаки сложные и состоят из микробороздок и холмиков второго порядка. Часть из них как бы «оперенные», т. е. сопровождаются меньшими, слегка раздваивающимися бороздками, расположенными симметрично по обе стороны основного слепка борозды. Предполагается, что эти знаки возникают при заполнении углублений, оставленных на затвердевшей поверхности ила различными движущимися предметами. Они также называются «знаками выпахивания», или «следами выпахивания».

Трещины усыхания. Еще одну разновидность подошвенных знаков, не связанных с деятельностью течений, представляют собой слепки трещин усыхания. Они образуются в пластичных материалах (например, в илах) за счет усыхания при потере воды. В результате образуется многоугольная система трещин, достаточно широких на поверхности, но сужающихся вниз. Когда такая поверхность внезапно затопляется водой, песок, заполняющий трещины, сливается с вышележащим песчаным слоем, а при литификации и последующем выветривании подстилающих глин на подошве песчаника образуется полигональная сетка резко выпуклых борозд.

Текстура деформации. В результате деформации рыхлых осадков образуются разнообразные текстуры, некоторые из них значительные по масштабу. Среди мелких текстур выделяются подошвенные знаки, образующиеся при неравномерной нагрузке или в связи с нестабильной плотностью слоистой толщи. Такие знаки получили название слепков внедрения и рассматриваются в настоящем разделе, поскольку тесно связаны с подошвенными знаками иного происхождения. Более подробно о деформации слоев и образующихся при этом текстурах изложено в следующем разделе.

Слепки внедрения, для которых наиболее подходящим является термин карманы внедрения, представляют собой пузырчатые или сосцевидные образования в подошве песчаного пласта, перекрывающего глинистый слой (рис. 4-23). Они похожи на слепки выемок по размеру и скульптуре, но отличаются неупорядоченностью расположения, отсутствием симметрии и ориентировки. Они не являются «слепками» ни в каком из значений этого понятия, поскольку деформация подстилающих слоистых глин приводит к направленной вниз «протрузии» песка и не связана с заполнением промоин. Очевидно, подобные текстуры возникают в результате неравномерного распределения нагрузки подстилающих водонасыщенных пластических глин и вертикального перераспределения при нисходящем движении песка и встречном восходящем перемещении глинистой массы. Эти образования в исключительных случаях приобретают форму мешочков, соединяющихся с материнской породой через пережатую горловину, в редких случаях они отделяются от пласта и погружаются в материал подстилающего слоя. Это так называемые «кисеты» внедрения, а при отделении от верхнего пласта — шары внедрения.

Иногда процесс образования слепков внедрения начинается при неравномерной нагрузке, связанной с процессом седиментации. При соответствующих свойствах подстилающей глинистой толщи слепки выемок и борозд могут оползать, приобретая некоторые черты слепков внедрения. Иногда угнетенные или изолированные знаки ряби являются при чиной неравномерного давления на подстилающий слой и при благоприятных условиях «зарываются» в подстилающий ил. Обычно знаки ряби сохраняют свое расположение и внутреннее строение унаследованными от материнского пласта.

Слепки внедрения образуются в любых обстацовках осадконакопления, в которых песок накапливается на водонасыщенном гидропластическом иле. Они характерны для турбидитных отложений, но даже здесь в одних случаях проявлены многочисленные деформации, а в других их нет. Вероятно, там, где один мутьевой поток следует за другим, нижележащий ил не успевает дегидратироваться; в этом случае деформационный эффект проявлен очень ярко, Если же промежуток времени между потоками значительный, процесс естественного уплотнения делает маловероятным проявление слепков внедрения.

Поверхностные знаки


К этой группе относятся различные борозды, знаки течений и тому подобные формы, образующиеся на поверхностях песчаных пород. Их можно наблюдать в виде нормальных текстур в кровле слоя или в виде «отпечатка» или «слепка» на подошве пласта. Знаки ряби как наиболее выраженные и распространенные формы рассматривались в предыдущих разделах, так же как и различные биогенные текстуры. Будет логично отнести в эту группу и трещины усыхания, характерные для илистых осадков.

Линейность течения (parting lineatiori) на плоскостях напластования некоторых тонкослоистых песчаников встречается довольно часто, но она плохо изучена, так как имеет слабовыраженную текстуру (рис. 4-24). Она особенно хорошо заметна в песчаниках, раскалывающихся на плитки. Стокс называл такую текстуру первичной потоковой линейностью (current lineation), но раньше ее описал и изучил Ганс Клос, который считал, что такая текстура ориентирована параллельно направлению отлагающего течения Поскольку она выражена на поверхностях раздела, Кроуэлл предложил называть такую текстуру линейностью на плоскостях напластования.

Текстура проявлена на плоскостях напластования в виде почти параллельных, слабовыраженных, вытянутых борозд и хребтиков с низким рельефом. В других случаях, при менее совершенном расколе плиток, на их поверхности наблюдаются неровности, как бы остатки прилипшей штукатурки. К такой текстуре был применен термин уступчатая линейность на плоскостях напластования для того, чтобы отличить ее от нормальной линейности, характерной для ровных поверхностей. Мак Брайд и другие показали среднее направление зерен, ориентированных параллельно линейности. Стокс считал, что указанная текстура означает «образование осадка в флювиальных условиях или по крайней мере под маломощным слоем текущей воды». Однако знаки линейности на плоскостях напластования установлены и в глубоководных турбидитных песчаниках.

Волновые промоины (rill), знаки заплеска (swash) и связанные с ними текстуры. На поверхности песчаного осадка образуется множество различных знаков, большинство из которых редко сохраняется в ископаемом состоянии. К ним относятся волновые промоины, мелкие дендровидные, раздваивающиеся вверх по течению образования, характерные для прибойной зоны на пляже, а также встречающиеся в песчаных барах и на прибрежных песчаных равнинах. Своим образованием эти знаки обязаны перемещению тонкого слоя воды. Знаки заплеска выглядят как тонкие волнистые линии на пляжах, оставленные верхним гребнем волн. Ромбоидальные знаки «ряби» образуют систему сетчатых узоров с низким рельефом, очевидно, возникающую при обратном течении на пляжах. В целом волноприбойные знаки, знаки заплеска и ромбоидальные знаки «ряби» чрезвычайно редко сохраняются в ископаемом состоянии.

Знаки (ямки) капель дождя, града и брызг. Перечисленные знаки проявляются в виде мелких округлых или эллиптических ямок, образованных в свежих илах под действием дождя, капель или брызг. Знаки капель дождя обычно в виде слепков встречаются в ископаемом состоянии в основании песчаных или алевролитовых слоев. Подобно трещинам усыхания, слепки дождевых капель являются признаком накопления отложений в субаэральных условиях и чаще сохраняются в континентальных слоях. Отпечатки пузырей могут быть похожими на слепки дождевыx капель и иногда принимаются за них.

Трещины усыхания (mud craks). Некоторые поверхности напластования разбиты трещинами, образующими неправильную систему многоугольников, которые в настоящее время заполнены песчаным или алевритовым материалом (рис. 4-25). Первоначальная порода представляла собой ил, а система трещин возникла в результате усыхания, в большинстве случаев связанного с потерей воды при выведении илистого осадка на поверхность. Поэтому они также называются трещинами обезвоживания, или солнечными трещинами. He все отложения трещин усыхания являются глинистыми по составу. Трещины усыхания наблюдаются в микрозернистых известняках и бывают заполнены карбонатным алевритовым материалом и даже доломитовым алевритом или песком. Трещины в глинистых илах часто образуют слепки на нижней поверхности песчаников; эти же образования в карбонатных илах могут располагаться в кровле ныне литифицированной породы.

Размеры многоугольников, ширина трещин и их глубина в значительной степени изменчивы. Ширина многоугольников изменяется от нескольких миллиметров до 30 см, а зияние трещин колеблется от долей миллиметра до 3—5 см. Они проникают на глубину 1—2 см, иногда до нескольких десятков сантиметров. Характер многоугольников по крупности очевидно в определенной степени зависит от мощности обезвоженного слоя.

Как правило, трещины выклиниваются с глубиной. Они заполняются песком или более крупным обломочным материалом. Если подсыхающий слой относительно маломощный (несколько миллиметров), трещины могут прослеживаться через весь глинистый слой до следующего подстилающего песчаного пласта. Образованные при высыхании многоугольники отрываются от пласта, слегка перемещаются, закручиваются или даже переворачиваются, их может подхватить последующий поток, перенести и отложить среди песчаного материала перекрывающего слоя. Так образуются некоторые конгломераты, галька которых сложена глинистыми окатышами, а матрикс породы представлен песком.

Во многих случаях в поперечном разрезе наблюдаются деформированные, «смятые» или разорванные песчаные прожилки (рис. 4-26). Верхний конец песчаного прожилка, заполняющего трещину, даже вы глядит как бы вытолкнутым кверху, в материал перекрывающего слоя. Такое смятие происходит из-за несжимаемого характера материала заполнения трещины, приспосабливающегося к уплотнению и сокращению мощности вмещающей породы. Некоторые исследователи пытались использовать явление смятия для количественной оценки степени уплотнения.

Поскольку трещины образуются при усадке, они не встречаются в чистых песках, так как последние при усыхании практически не сокращаются в объеме. Собственно трещины в ископаемом состоянии не сохраняются, но представлены только заполняющим материалом («слепками»). Разбитая трещинами глинистая порода обычно разрушается, но в перекрывающем песчаном слое полная система трещин сохраняется в виде многоугольной сетки островершинных хребтиков на нижней поверхности песчаного пласта.

Образование многоугольной системы трещин объясняется сокращением объема глинистого материала при потере воды. В основном это происходит при субаэральном высыхании. Однако образование некоторых систем трещин усыхания относится за счет самопроизвольного обезвоживания гелеподобных материалов даже в субаквальных условиях. Таким путем объясняется образование системы трещин в отдельных конкрециях и кремнистых стяжениях. Такие трещины получили название трещин синерезиса. Явление синерезиса объясняет образование систем трещин в литифицированных илах, имеющих необычный состав, например, в доломитовых илах. Предполагается, что подобные трещины характерны для гелеподобных материалов. Критерии для распознавания трещин усыхания от трещин синерезиса неясны. Очевидно, трехмерная радиальная система трещин в конкреционных телах образуется иначе, чем многоугольная система трещин, заполненных песком, наблюдаемая в глинистых отложениях.

Благоприятные осадочные обстановки для образования трещин усыхания существуют в приливно-отливной зоне, во временных пустынных озерах, а также на плоских заиленных участках, периодически затопляемых реками в половодье. Баррел отмечает, что вероятность захоронения в ископаемом состоянии приливно-отливных равнин невелика, поэтому «...трещины усыхания являются одним из наиболее надежных указаний на континентальное происхождение глинистых осадков».

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: