Слоистость текстуры осадочных пород
Наиболее характерной первичной текстурой осадочных пород является слоистость, или стратифицированность. По сути дела, понятие «слоистая порода» является почти синонимом термину «осадочная порода», несмотря на то что некоторые редкие разновидности осадочных пород, например тиллиты, лишены слоистости, а некоторые изверженные породы, такие как, например, поверхностные излияния, являются слоистыми.
Слоистость, или стратифицированность выражается чередованием осадочных пород плоской или полосовидной формы, обнаруживающих один и тот же литологический состав или текстуру и таким образом отделяющихся от других слоев, с которыми они переслаиваются. Пейн применял термин пласт (stratum) для слоя «более 1 см по мощности, визуально различаемого от подстилающего и перекрывающего слоев, разделение которых предопределено четкой разницей литологического состава или резким изменением физических свойств». Термин слойки (lamination) применяется к чередованию аналоговых единиц мощностью менее 1 см. Следовательно, основное различие между понятиями — в масштабе явления. Пейн пересмотрел общепринятые термины, применяемые к пластам, а именно листоватый, сланцеватый, плитчатый и массивный, и установил для каждой разновидности пределы мощности. Мак-Kи и Уир сделали попытку различить термины, применяемые к пластам в зависимости от их мощности, и термины, определяющие способность расслаиваться. Как и Пейн, Мак-Ки и Уир называют единицы мощностью менее 1 см слойками, а те, что больше 1 см, — слоями (beds). Слои от 1 до 5 см считаются очень тонкими, от 5 до 60 см — тонкими, от 60 до 120 см — толстыми, а свыше 120 см дается определение толстослоистые. По характеру расслаивания при той же мощности отдельных единиц порода может быть листоватой, сланцеватой, плитчатой и массивной соответственно. Более тонкие отложения называются слойчатыми (laminated), а при мощности слоя менее 2 мм — тонкослойчатыми.
Отто попытался дать определение двух значащих единиц, а именно сед и ментационный элемент (unit) и слойчатость (lamination). Седиментационный элемент определяется как «мощность осадка, который отложился в преимущественно постоянных физических условиях». Поток по своей природе никогда не бывает совершенно однородным, поэтому, например, не встречаются осадочные породы, сложенные частицами одного размера. Фактически существует некоторое преобладающее течение, откладывающее частицы определенного размера. Это течение характеризуется средней скоростью и отлагает материал некоторого среднего размера на протяжении значительного отрезка времени. За этот промежуток времени и отлагается седиментационный элемент разреза. Когда течение резко меняется и устанавливаются новые условия (в иное время), то будет формироваться новый осадочный элемент разреза. Конечно, наблюдаются отдельные колебания скорости потока, которыми объясняется образование слоеватости или фаз, незначительно отличающихся друг от друга. Например, косой слой песка представляет из себя седиментационный элемент. Его образование происходит в преимущественно выдержанных условиях. Течение, отлагающее песок, выдерживает более или менее постоянное направление и скорость потока. Косые слойки регистрируют местные и непродолжительные колебания скорости отлагающего течения. Второй косослоистый элемент, залегающий над первым, обнаруживающий слоистость в том же самом или другом направлении, является отдельным и четким седиментационным элементом и несет в себе запись нового и отличающегося эпизода осадконакопления.
Разница между седиментационным элементом и слойками, по мнению Отто, состоит не в различной мощности. Годичные слои в ленточных глинах плиоценовых постледниковых озер, как правило, по мощности больше 1 см, но могут быть и меньше этой величины. Представляется неоправданным называть одни из них слоями или пластами, а другие — слойками. Все они являются маломощными седиментационными элементами. Поскольку алевритистые или песчанистые участки отдельных более мощных годичных лент обычно слоеватые, необходимо различать слойки и годичные слои, а следовательно, слои и слойки на другой основе, нежели предопределенное и спорное понятие мощности.
Несмотря на очевидную пользу понятия седиментационный элемент, его трудно применить к некоторым типам пород, и во многих ситуациях оно больше подходит к грубообломочным отложениям, нежели к породам чисто химического или биогенного происхождения.
Большое внимание уделяется внешней форме и геометрии элементов слоистости, а также характеру и роли плоскостей, разделяющих эти элементы. Слои описываются как плоские, если ограничивающие их поверхности параллельны в пределах обнажения, и линзовидные, если они сливаются друг с другом. Ограничивающие поверхности могут быть неровными. Такие термины, как волнистая или желваковая и конкреционная текстуры характеризуют породы, которые выклиниваются или раздуваются, или даже распадаются на неясные линзы и желваковые тела. Закономерность строения слоистого разреза можно охарактеризовать постоянстством мощности от слоя к слою и выдержанностью мощности и состава отдельных слоев по простиранию. Выделяется четыре класса слоев: 1) слои равной или почти равной мощности, состав и мощность которых выдержаны по простиранию; 2) слои неравной мощности, выдержанные по простиранию; 3) слои неравные по мощности, прослеживаемые по простиранию, но переменной мощности и 4) слои неравные по мощности, невыдержанные по мощности и прерывистые по простиранию.
Слоистость можно измерять, поэтому главные ее параметры в определенной степени могут получать количественную оценку. Установлено, что значения мощности отдельных слоев многих разрезов, особенно разрезов турбидитовых отложений и пепловых накоплений, подчиняются логнормальному распределению (рис. 4-1 и 4-2). В целом, хотя далеко не всегда, грубость облсмочлого материала и мощность осадочного элемента связаны между собой (рис. 4-3). Эта связь наблюдается даже в косослоистых отложениях и в песчаниках из разрезов турбидитовых отложений. В турбидитовых песчаниках и отложениях вулканического пепла как размерность зерен, так и мощность слоев сокращается вниз по течению. Следовательно, характер слоистости в этих отложениях четко указывает на фации верховья и низовья потока, формировавшего эти отложения. He имеет значения, наблюдается логнормальная закономерность изменения мощности слоя или нет; асимметричность в распределении мощностей по отношению к маломощным слоям выражена очень четко. Бокман и предложил 0-шкалу, которая должна упорядочить первоначально асимметричное распределение мощности аналогично тому, как Ф-шкала регулирует распределение гранулометрического состава.
Давно известно, что поверхности наслоения, вероятно, отмечают этапы перерывов в осадконакоплении, а в некоторых случаях, возможно, и размыв. Подобные перерывы получили название диастемы и по времени, вероятно, отвечают более длительным отрезкам, чем время накопления слоя.
