Структура галечников и конгломератов » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Структура галечников и конгломератов

31.07.2021

Гранулометрический состав галечников сильно колеблется. Рыхлые галечники (например, некоторые крупнообломочные береговые галечники) состоят исключительно из гальки или более крупных обломков без тонких фракций, они унимодальные (рис. 6-2). Галечники с песчаным матриксом обычно бимодальные (рис. 6-3). Аллювиальные, или речные галечники также обычно проявляют бимодальность, даже если предпринимаются все меры для отбора образцов из одного пласта. В бимодальных галечниках основная мода связана с классом галечников, а вторичная мода — с фракциями песков (рис. 6-4). Эти модальные группы в среднем отличаются на 4—5 гранулометрических классов. Диаметр частиц основной моды в 16—32 раза больше, чем во вторичной моде. В аллювиальных галечниках количество материала в модальном классе невелико. Подобные галечники из Калифорнии, 92% которых бимодальны, содержат лишь от 15 до 25% материала в этом классе, что резко отличает их от унимодальных прибрежных галечников, модальный класс которых может содержать 90% (или более) объема всего образца. Вторичная мода, обычно представленная фракцией песка, содержит еще меньше материала — половину от состава основного модального класса или приблизительно 5—10%. Широкий диапазон размерности материала 9—10, или даже 12 классов, содержащих от 1% и более материала — обычное явление. Современные галечники рек Сан-Габриель и Арройо-Секо в Калифорнии распределяются по 9—11 гранулометрическим классам, модальный класс содержит от 15 до 35% (в среднем 20%) материала; 85% образцов имели более одной моды. Ледниковые перемытые галечники, даже однопластовые, характеризуются 7—12 гранулометрическими классами; большая часть галечников бимодальна. Количество материала в основной моде колеблется от 14 до 35% (в среднем 28%). Из 37 образцов свиты галечников Лафайет (плиоцен?) на западе Кентукки 36 оказались бимодальными. В 23 образцах основная мода приходилась на фракции гравия и гальки. Количество классов (содержащих более 1% материала) колеблется от 7 до 11; количество материала в модальном классе составляет от 19 до 40% (в среднем 26%). Галечники нагорья Брандивайн на юге Мэриленда имеют, по существу, такой же гранулометрический состав.

Современные пляжевые галечники, подобно пляжевым пескам, характеризуются хорошей сортированностью. Они, как правило, лучше сортированы, чем речные галечники той же размерности (табл. 6-1), почти все унимодальны, а также содержат от 2 до 9 классов, на каждый из которых приходится 1 % (и более) материала. Среднее количество этих классов 4—5, хотя 2 или 3 класса могут содержать более 90% объема осадка. На модальный класс обычно приходится от 50 до 60% всего осадка, а в некоторых случаях 90%.

Трудно произвести надежный гранулометрический анализ сильно сцементированных галечников. Поэтому при исследовании древних конгломератов удобнее заменять средний размер легко определяемым «максимальным размером». Вообще, слои конгломератов часто выходят на дневную поверхность; самые мощные слои обычно являются и более грубообломочными. В результате этого нетрудно выбрать слой, который содержит самый крупный обломочный материал. Для того чтобы получить наиболее стабильный «максимальный размер», берется средний размер десяти самых крупных галек. Этот размер имеет непосредственную связь со средним размером материала, что было установлено анализом современных несцементированных галечников (рис. 6-5). Как максимальный, так и средний размер галечников, переносимых потоками, значительно уменьшаются вниз по течению; установлено, что это уменьшение размерности аллювиальных отложений носит экспоненциальный характер. Такое уменьшение размера материала наносилось на карту древних отложений для определения направления движения потока и для подсчета расстояния до края бассейна.

Форма, окатанность и поверхностная структура галечниковых обломков могут способствовать определению агента, обусловившего транспортировку и отложение галечника. Свойственные галькам формы и отпечатки включают ограненные и отшлифованные льдами гальки, эоловые одно- и трехгранники, штриховатость и рубцы, возникшие в результате воздействия льда, трещинную огранку (chink facets) некоторых видов прибрежных галечников, следы ударов и дробления галек в очень быстрых потоках и так далее. Однако в крепко сцементированных конгломератах трудно извлечь гальки из матрикса, поэтому перечисленные особенности устанавливаются редко.

Форма галек больше зависит от формы первичных обломков, чем от агента или особенностей переноса. Форма первичных обломков является функцией слоистости, трещиноватости и кливажа материнской породы. Так, уплощенность определяется главным образом литологическими особенностями, аспидные сланцы и тонкослоистые породы являются источником плоских галек, массивные породы, например граниты, являются источником более однородных по размеру обломков Влияние способов транспортировки и обстановки накопления менее отчетливо. Отмечалось, что береговые гальки более уплощенные, чем речные. Эту точку зрения поддерживали Лэндон, Кайе и Ленк-Чевитч, а Грегори, Уэнтуэрт, Кюнен и Гроган оспаривали ее.

Окатанность галек в галечниках и конгломератах легко устанавливается и может быть подсчитана даже в крепко сцементированных породах. В какой-то мере окатанность является функцией типа материала, из которого состоят гальки. Одни породы, подобные кремнистому сланцу, при определенных условиях способны растрескиваться, тогда как другие, например кварцит, не способны. Будучи перенесенным на одинаковое расстояние в одинаковых условиях, кремень окажется менее окатанным, чем сопутствующие кварциты и жильный кварц.
Структура галечников и конгломератов

На какое расстояние нужно переместить гальку, чтобы она стала хорошо окатанной? Обломки известняка в перекатывающейся бочке становятся хорошо окатанными при обработке, соответствующей приблизительно 11 км транспортировки. По данным Добре, потери в массе у крупных гранитных галек составляют от 0,001 до 0,004 на километр пути; для достижения хорошей окатанности (то есть для потери 1/3 первоначальной массы) требуется переместить материал на расстояние от 80 до 322 км. Эти подсчеты весьма приблизительны, но результаты правильно указывают порядок величины

Полевые исследования подтверждают эти подсчеты. Известняковые галечники на участках Рапид-Сити и Батл-Крик в Южной Дакоте приобрели хорошую окатанность на расстоянии 18 и 37 км соответственно. Кварцитовые гальки из галечниковых пород нагорья Брандивайн, штат Мэриленд, хорошо окатаны; ближайшие размеры, из которых они могли поступать, находятся на расстоянии 72 км. Учитывая тот факт, что значительная окатанность приобретается на первых нескольких километрах переноса, маловероятно, чтобы угловатые или полуокатанные галечниковые обломки были перенесены потоком более чем на 2 км (рис. 6-6).

Галечники и конгломераты имеют разнообразную внутреннюю структуру. Крупные обломки галечников часто проявляют предпочтительную ориентировку. Давно отмечено, что плоские камни в речных галечниках имеют падение вверх по течению (рис. 6-7). Эта особенность хорошо прослеживается в древних галечниках по надлежащим образом выбранным пространственным разрезам. Как и в речных, так и морских галечниках отмечается черепитчатое расположение галек. Отмечалось, что угол наклона речных галечников, составляющий 15—30°, больше, чем в морских отложениях, где он измеряется 2—12°. Однако сообщения других исследователей о наклоне галечников не соответствуют этим цифрам. Отмечалось, что своими длинными осями гальки ориентированы в направлении потока или поперек него. Даже ледниковые отложения тилля имеют предпочтительную ориентировку продолговатых валунов, параллельную направлению движения льда.

Ориентировка галечников в древних конгломератах дает нам возможность определить как направление потока, так и первоначальный угол падения пласта. Ориентировка продолговатых обломков в тиллитах позволяет нам воссоздать схему движения древних ледников. Для более детального ознакомления с материалами по вопросу ориентированных обломков и тилля рекомендуем работу Поттера и Петтиджона.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: