Тилль и тиллиты » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Тилль и тиллиты

31.07.2021

Термин тилль, очевидно, впервые применили в Шотландии для обозначения «уплотненных, массивных глин, содержащих угловатые, полуугловатые, и окатанные глыбы пород, отполированные и штриховатые». Этот термин является синонимом валунных глин, которые определяли как «отложения, происхождение которых в гой или иной степени непосредственно связано с ледниковой абразией». Таким образом, тилль стал генетическим термином, применяемым для обозначения неслоистых отложений глетчерных льдов (рис. 6-15).

Термин тиллит применяется для обозначения литифицированных тиллей рис. 6-16). Этот термин, по мнению дю Тойта, принадлежит Пенку. Гляциальное происхождение плейстоценовых тиллей более не является спорным вопросом, хотя происхождение некоторых отложений может быть неясным. Однако очень много неясностей остается в связи с так называемыми «тиллитами». Трудности возникают из-за того, что помимо глетчерных льдов, массивные (более или менее бесструктурные) отложения с заметным преобладанием глинистой основной массы могут образовываться при участии иных факторов. К этим похожим на тилль отложениям неопределенного генезиса применен термин T и л л о и д. Он стал обозначать главным образом диамиктиты негляциального происхождения, тогда как диамиктитом гляциального происхождения является тиллит.
Тилль и тиллиты

Некоторые трудности возникают в распознавании тиллитов и тиллоидов, потому что большая часть наших знаний и концепций относительно тилля связана с изучением плейстоценовых гляциальных отложений. Почти все эти отложения континентальные, маломощные; маловероятно, чтобы они сохранились в разрезах древних пород. Основная часть ледниковых отложений прошлого, по-видимому, имела морское происхождение, а морские тилли по многим показателям отличаются от континентальных. Гарланд, Герод и Кринсли учли эти отличия и применили термин ортотилль для обозначения таких отложений, которые образовались в результате быстрого высвобождения материала из массы движущегося льда при его абляции (уменьшении массы ледника) и таянии; термин паратилль предложен для обозначения отложений, образованных при переносе материала льдами и накоплении его в морских и озерных условиях. Проблема осложняется тем, что некоторые перенесенные льдами субаквальные тилли не отличаются от тиллей, отложенных на суше. Истинные паратилли представляют собой морские отложения с большим или меньшим количеством материала, перенесенного льдами и главным образом падающего на дно при таянии льдов. Перенесенный льдами субаквальный тилль является ортотиллем, даже если находится под толщей морской воды. Только там, где происходит транспортировка материала льдами, употребляется термин паратилль. Естественно, что трудности номенклатуры возникают в связи с использованием различных терминов в процессах, формирующих осадок, но эти процессы нельзя видеть в обнажениях.

Структуры. Валуны и крупные гальки в составе тиллитов геологи обычно называют конгломератами, несмотря на то что основная толща сложена преимущественно тонкозернистыми материалами — глинами или их литифицированными эквивалентами. В тиллях, изученных Крамбейном, этот тонкозернистый матрикс составляет от 4/5 до 9/10 объема отложений, и лишь от 1/5 до 1/20 объема попадает в класс галек. У большинства тиллей алевролит и глина составляют от половины до двух третей осадка, медианный размер колеблется от 9 до 10 мкм. Это, по-видимому, глинистые тилли (рис. 6-17).

Сортировка тиллей плохая. Все 48 проанализированных Крамбейном образцов тилля имеют 12 или несколько больше классов, содержащих не менее 1% материала. Ни в одном из классов размерности не представлена большая доля материала. Самый крупный проанализированный модальный класс тиллей содержит лишь 20% массы всего образца, очевидно, модальный класс не является преобладающим. Некоторые виды проанализированных тиллей, по-видимому, имеют лишь один модальный класс, хотя большинство имеют два или более таких классов.

Нa гранулометрический состав некоторых видов тиллей, в особенности тиллей, отлагаемых водой, могут оказывать влияние различные факторы. После воздействия водных течений или волн возможна селективная потеря тонкозернистых частиц. Когда они удалены полностью, то остаточные отложения представлены главны образом валунами или крупными гальками. В противоположном случае, когда ледники, продвигаясь через песчаные отложения, приобретает их значительную часть, тилль может стать сильно обогащенным песком.

Хотя тилль и тиллит состоят главным образом из тонких материалов, они могут содержать очень крупные валуны. Валуны диаметром 1 м довольно редки, но не являются исключением. Известны гляциальные эрратические валуны, масса которых превышает 1000 т. Так как основная часть тилля имеет размер 1 мкм и менее, а самые крупные — 1 м и более, происходит колебание размеров в миллион раз. Таким образом, тилль — самый плохо сортированный из всех осадков.

Фон Энгелен придерживался мнения, что гляциальные крупные и средние гальки имеют одинаковую форму с характерными признаками гляциального воздействия (рис. 6-18). Типичны обломки, напоминающие по форме ограненный и исштрихованный утюг. Деталями такой крупной гальки являются: 1 — приблизительно треугольная форма в плане, при этом наибольшая и самая ровная грань расположена внизу; 2 — заостренный, испещренный штрихами выступ на высшей точке самого острого угла нижней грани; 3 — слегка исштрихованная или зазубренная тыловая сторона над линией основания треугольника; 4 — тенденция к образованию выпуклости в верхней части «утюга»; 5 — боковые грани, расходящиеся в направлении к вершине; 6 — сколы или борозды на нижней грани или в носовой части «утюга»; 7 — штриховка на боковых гранях диагонально спускается в направлении к вершине; 8 — существуют признаки того, что отклонение от нормы или отсутствие одной из вышеперечисленных особенностей в хорошо обработанной гальке объясняется особой конфигурацией первичного обломка, характером и текстурой породы, а также составом образца.

Описание Энгеленом конечных форм обломков пород, подвергшихся гляциальному воздействию, было подтверждено количественными данными, собранными Уэнтуэртом, который провел анализ 626 гляциальных крупных галек. Триста образцов, подвергшихся всестороннему гляциальному воздействию, были изучены детально. Была проведена классификация крупных галек по их общей конфигурации. В результате выявлена преобладающая пластинчатая форма, частично определяемая первичным уплощением обломка и продолжительной абразией двух первоначальных противоположных главных граней. Изучение краевых профилей (наблюдаемых, когда галька лежит на наиболее устойчивой грани) указывает на то, что пятиугольная форма, очевидно, самая распространенная. Приблизительно 2/3 галек имеют пятиугольные, четырехугольные, треугольные, многоугольные, трапециевидные или почковидные очертания. Форма «утюга», замеченная Энгеленом, подтверждается фактическим подсчетом. Типичные профили галек показаны на рис. 6-19. Средняя галька представляет собой плитообразный обломок, длина которого в 1,4 раза больше его ширины и в 2,25 раза — толщины. Некоторые крупные гальки имеют длину, превышавшую в 4 раза их толщину и в два раза — ширину. Из 300 рассмотренных крупных галек 128 имели хорошо окатанные края, 116 характеризовались умеренной окатанностью и 56 были острыми, оскольчатыми. Таким образом, на большинстве галек заметны вполне определенные свидетельства их поверхностной шлифовки. Характерные концы и края «отталкивания» крупных галек, названные Уэнтуэртом срезанными рубцами (snub-scars), четко выделялись на 43 гальках, хорошо были видны на 107, слабо заметны на 42. Хотя на 108 образцах их не было видно, однако эти знаки дробления в «подветренных» (в отношении давления) краях достаточно многочисленны, чтобы считать их характерной особенностью крупных гляциальных галек. Типичный тиллевый камень покрыт штриховкой, хотя подобная штриховатость более свойственна определенным видам пород; в целом она, без сомнения, не столь широко распространена, как предполагалось. Изучение борозд Уэнтуэртом показало, что в исследованных им образцах лишь 10% известняков и лишь 1% всех пород оказались штрихованными (рис. 6-20). Уэнтуэрт установил, что штрихи практически параллельны друг другу и в целом параллельны длинной оси тиллевого камня.

Состав. Хотя состав тиллей и тиллитов очень разнообразен, почти все они характеризуются набором невыветрелых глыб и тиллевых камней, помещенных в массу матрикса. Тиллевые камни, хотя они представлены преимущественно породами подстилающего основания, частично состоят из инородных для этих участков материалов. Тиллевые камни представлены различными типами пород: осадочными, метаосадочными, а также глубинномагматическими и эффузивными изверженными. В плейстоценовых тиллях тщательный подсчет и нанесение на диаграмму распределения и количества тиллевых камней или определенного типа пород позволяет определить модель глетчерного потока и дать также значительную информацию о природе недоступных пород ложа и даже, в некоторых случаях, о расположении скрытых залежей руды.

Матрикс тиллей, если он невыветрелый, обычно темно-голубоватосерый, а при окислении — бурый. Обычно цвет тиллитового матрикса изменяется от темно-серого до зеленовато-черного. Матрикс сильно напоминает граувакковый (которым он вероятно и является) и состоит из свежих, угловатых зерен кварца, полевого шпата и обломков породы, расположенных в мелкозернистой массе. В собственно тиллитах матрикс, по-видимому, обогащен хлоритовыми и слюдистыми компонентами и, вероятно, является продуктом слабого метаморфизма первичной глинистой составляющей тилля. В регионах с развитием толщ известняка истертый в порошок карбонат является обычным компонентом и способствует тому, что подобные отложения становятся сильно известковыми.

Валовой состав тиллевого или тиллитового матрикса в значительной степени напоминает матрикс граувакк и родственных пород (табл. 6-3). Обычно эти материалы обогащены алюминием, железом, щелочными землями и щелочными металлами. Тилли в районах развития известняков в значительной степени известковые и соответственно имеют высокое содержание CaO и CO2, а также и MgO в том случае, если породы были доломитовыми.

Тилли и тиллиты с падавшими со льдин валунами отличаются от ортотиллей следами вымывания и удаления тонких частиц. Матрикс может быть более песчаным и, соответственно, содержание Al2O3, железа и K2O более низкое, a SiO2 — более высокое.

Стратиграфические аспекты. Мощность отдельных тиллевых покровов и тиллитов колеблется в широких пределах от одного-двух метров до сотен метров. Ввиду того что ледниковые явления обычно многократны, вероятно, что в отдельных разрезах может быть представлено несколько тиллевых или тиллитовых пластов. Такие гляциальные слои были скорее продуктами континентальных, а не горных ледников, поэтому тиллиты обычно обнаруживают на большой площади в породах одного возраста. Эпохи оледенения — это региональные, а не локальные явления. Поэтому тиллиты не обязательно имеют местное распространение, как, например, оползни, обвалы и другие сходные образования

Многие, но не обязательно все тилли залегают на «валунных мостовых». Это положение верно только для первых или самых нижних частей разреза тиллей или тиллитов. Более высокие, молодые тилли могут переслаиваться с ледниково-озерными и флювио-гляциальными слоями, что свойственно континентальным тиллям. Морские тилли, в особенности с падавшими со льдин валунами, обычно не покоятся на «валунной мостовой».

Почти универсальными и наиболее важными спутниками тиллей или тиллитов являются ленточные глины или их литифицированные эквиваленты (варвиты или пелодиты). Эти материалы имеют исключительно равномерную слоистость, которая отражает сезонные отложения глин (или их литифицированных разностей — аргиллитов и аспидных сланцев) в спокойных пресноводных озерах. Многочисленные, перенесенные льдами, угловатые глыбы (как крупные, так и мелкие), которые встречаются в этих слоях, свидетельствуют об их формировании в ледниковой обстановке. Наоборот, отсутствие подобных перенесенных льдинами эрратических обломков ставит под сомнение ледниковое происхождение многих древних отложений. Даже в шлифах грубые угловатые зерна кварца можно наблюдать в тонкозернистых алевритах или прослоях аспидных сланцев, что является микроскопическим доказательством транспортировки материала плавающими агентами (льдинами). Как отмечал Линдсей, ленточная текстура широко известна в гляциальных озерных слоях, но она обычно не отмечается в морских осадках. Поэтому хотя падавшие со льдин валуны в тонкослоистом матриксе могут быть морскими, в истинной ленточной текстуре они имеют пресноводное происхождение.

Флювиогляциальные пласты, ассоциированные с тиллями и тиллитами, во многих отношениях сходны с негляциальными аллювиальными галечниками. Подобные отложения обычно ассоциированы с тиллитами.

Так как плейстоценовые тилли обычно ассоциированы с лёссами (эоловыми алевритами), можно предположить, что литифицированные эквиваленты можно найти в древних гляциальных разрезах. Вероятно, этот случай не типичен, потому что большинство «ископаемых» гляциальных слоев скорее морского, а не континентального происхождения.

Распределение во времени и пространстве — примеры. Тиллиты не связаны с определенным временем или местом. Коулман подытожил известные и проблематичные скопления гляциальных слоев. Однако такие отложения менее распространены, чем некогда предполагалось; большинство считавшихся ранее тиллитами образований оказались негляциальными тиллоидами, а не истинными тиллями. Кроувел и Флейкс обобщили все сведения, касающиеся фанерозойских оледенений. Известно четыре периода широко распространенных оледенений: спеднедокембрийский (около 2150—2500 млн. лет), эокембрийский, пермско-каменноугольный в Южном полушарии и плейстоценовый.

Среднедокембрийские (эфебий Геологической Службы Канады) гляциальные отложения были известны давно. Лучше всего описаны тиллиты гоугандской формации (верхний гурон) восточной части провинции Онтарио и прилегающей части Квебека. Ранее описанные Уилсоном, они совсем недавно изучались Овеншайном и Линдсеем. Формация Гоуганда, развитая на площади нескольких тысяч квадратных километров, содержит штрихованные камни; тилль местами подстилается ледниковой мостовой и представлен ленточными аргиллитами, содержащими перенесенные льдами глыбы. Породы, сходные по характеру и, как полагают, того же возраста, встречаются в группе Гурвиц Северо-Западных территорий Канады. Считается, что относящиеся к нижнему гурону конгломератовые толщи Рамсей-Лейк и Брус являются параконгломератами гляциального происхождения. Эти отложения, подобны тиллитам Ферн-Крик северной части Мичигана, рассматриваются некоторыми исследователями как одновозрастные с предполагаемыми тиллитами формации Рини-Крик того же района.

Вероятно, более известными и более распространенными являются гляциальные отложения эокембрия. Они, по-видимому, имеют планетарное распространение и, возможно, лучше всего изучены в северной части Норвегии. Тиллиты того же возраста известны на Шпицбергене и в Восточной Гренландии, в Австралии (ледниковые отложения Стурт Аделаидской серии), в горной цепи Уосатч штата Юта и в других местах. Ледниковое происхождение этих отложений, в частности «тиллитов» Уосатч, некоторыми исследователями оспаривается. Для отложений Норвегии и Австралии твердо установлен ледниковый генезис, но, по-видимому, они скорее морские, чем континентальные. Детальный критический разбор работ по эокембрийскому оледенению был осуществлен Гарландом.

Наиболее известными из всех ледниковых отложений, без сомнения, являются пермско-каменноугольные толщи в Южном полушарии. Сюда входят тиллиты Двика Южной Африки, гляциальные и перигляциальные отложения бассейна Конго, тиллиты каменноугольного возраста в Бразилии и других частях Южной Америки, ледниковые отложения Австралии и Тасмании, ледниковые отложения Талхир в Индии, афонские тиллиты Фоклендских островов и ледниковые отложения Антарктики. Возрастная принадлежность этих отложений критически пересматривалась и, по-видимому, они действительно являются ледниковыми отложениями этого возраста. Они представляют одно из наиболее документально обоснованных и обширных древних оледенений.

Плейстоценовая ледниковая эпоха оставила о себе яркие и многочисленные свидетельства в Северной Америке и Европе. Отложения этой эпохи легко изучаются в континентальных обнажениях, где можно видеть, что они являются продуктом многократного оледенения и в большинстве случаев представлены тонкими (несколько десятков метров) и неконсолидированными осадками. Признаки этой ледниковой эпохи в морских условиях гораздо менее убедительны. Они были частично описаны Миллером. Для более подробного ознакомления рекомендуем монографию по плейстоценовой ледниковой эпохе Флинта. Помимо установленных ледниковых эпох, перечисленных выше, предполагалось, что имеются и другие отложения ледникового происхождения. Повторное изучение некоторых из этих отложений ставит под сомнение их ледниковое происхождение. Примером является так называемый «Тиллит» Сквонтум района Бостон-Бэй, который хотя и напоминает тиллит во многих отношениях, но лишен многих отличительных черт и, вероятно, имеет неледниковое происхождение. Подобные отложения встречаются в геосинклинали Западного Конго, но недавние исследования поставили под сомнение их ледниковое происхождение. Однако, по-видимому, существуют настоящие ледниковые отложения, помимо тех, которые принадлежат к четырем главным эпохам. Ими, например, являются некоторые ордовикские отложения Северной Африки.

Происхождение и геологическое значение. Несмотря на то что о тиллях было много написано, механизм их образования полностью не изучен. Связь состава тиллей и соседних коренных пород изучалась как в США, так и в других странах. Гранулометрический состав тиллей частично исследовался Крамбейном и Крамбейном и Тисделом. Механизмы гляциального осадконакопления и сопряженные процессы рассматривались Гарландом, Геродом и Кринсли. Условия накопления морских гляциальных образований были проанализированы Кэри и Ахмадом. Этот вопрос рассматривался в трудах симпозиума и Флинтом. Важно отметить, что хотя наши знания о ледниковых процессах и ледниковых отложениях (основанные на изучении плейстоценовых и современных ледников) в основном сводятся к сведениям о континентальных оледенениях, в древних разрезах, по-видимому, представлены главным образом осадки, связанные с морскими оледенениями. Непонимание этого факта приводит к путанице в интерпретации. Следует различать тиллиты с валунами, перенесенными льдинами (паратилли), и отложенные ледниками тилли (ортотилли).

Геологическое значение тиллитов очевидно. В приложении только к оледенениям альпийского типа тиллиты прошлого, особо обширные по площади, отмечают периоды интенсивного и широко распространенного похолодания. Причины подобных значительных климатических изменений и механизмы распространения многих древних тиллитов в очень низких широтах все еще неизвестны. Очевидно, с ранних пор Земля подвергалась оледенениям таким же обширным, какими они были в недавнем прошлом и в настоящее время. Этот факт подает надежду, что такие явления можно было бы использовать для корреляции докембрийских отложений, в которых отсутствуют окаменелости, а также другие возможности обычных способов корреляции.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: