Изменения состава обломков и палеотечения
Обломочный материал, образовавшийся в результате выветривания, не остается в районе своих коренных пород. Он рассеивается, размельчается, перемещается и отлагается в другом районе, местоположение, размеры и очертания которого определяются топографией (или батиметрией) и преобладающей системой течений. Этот материал перемещается вниз по течению и, если система течений относительно стабильна, имеет тенденцию отлагаться в направлении перемещения от источника сноса. Такая аккумуляция приводит к образованию конусов рассеяния, или «тени рассеяния».
Конусы, или «тени рассеяния», устанавливаются в первую очередь по распределению определенного составляющего компонента На основании наличия или отсутствия определяющего компонента их можно идентифицировать и картировать. В то же время наблюдениями установлено, что концентрация определяющего компонента убывает вниз по течению по мере того, как этот компонент распространяется на все большую площадь. Вызвано ли это убывание селективными потерями при абразии или оно является следствием «разбавления» вследствие увеличения концентрации других компонентов — для анализа палеотечений не существенно. Важен тот факт, что вниз по течению изменения последовательны Если эти изменения подчиняются какой-то закономерности, можно оценить как расстояние до коренного обнажения, так и направление, в котором оно расположено.
Эта концепция особенно хорошо иллюстрируется отложениями континентального ледникового покрова. По мере того, как ледник перемещается над различными коренными породами, переносимые наносы последовательно изменяются из-за обогащения новым материалом. В результате содержание какого-либо специфического компонента быстро уменьшается по мере удаления от области его сноса. С другой стороны, наибольшей концентрацией в той или иной точке развития ледниковых отложений характеризуются компоненты местного происхождения. Тщательный анализ состава наносов в различных точках наблюдения может позволить установить направление, в котором перемещался ледник и оценить расстояние до обнажений, питающих его характерными компонентами (рис. 14-7).
Особый случай проявления этой закономерности представляют моренные гряды с концентрацией валунов, имеющих специфический источник сноса. Такие валуны распределяются в «теневой зоне» источника сноса и образуют наиболее мощные скопления в непосредственной близости от края этого обнажения (рис. 14-8). Как показана Крамбейном, концентрация валунов на единицу площади убывает по экспоненте по мере удаления от источника сноса. Опубликованные Лундквистом карты концентрации галек (для небольших единиц объема пород или для образца) показывают быстрое ее убывание с удалением от источника сноса; весьма возможно, что оно происходит также по экспоненте. Характер распределения и рассеяния компонентов из ограниченных по площади или точечных источников сноса в результате движения ледника с успехом использовался при поисках рудных тел, не выявляемых другими методами. Более подробные сведения о моренных грядах можно почерпнуть в работах Поттера, Петтиджона и Флинта.
Выделение и картирование аналогичных конусов рассеяния в неледниковых отложениях являются более трудным делом. Наиболее изучены конусы рассеяния в песчаниках, определяемые по набору тяжелых минералов. Исследование Фюхтбауэра, посвященное конусам рассеяния в песках хаттского яруса (олигоцен), слагающих молассу альпийского форланда, — яркий пример эффективного использования набора тяжелых минералов для трассирования перемещения осадков (рис. 14-9). Распределение характерных ассоциаций тяжелых минералов позволило выделить локальные минеральные провинции, отражающие определенную систему рассеяния. Эта система рассеяния связана с серией аллювиальных конусов выноса, образовавшихся вдоль фронта новообразованной альпийской горной цепи. Подобным образом, но в более широком масштабе можно трассировать системы рассеяния в морских песках, отлагающихся в настоящее время в Мексиканском заливе (рис. 14-10).
В связи с необходимостью огромных затрат труда изменения состава мало используются для картирования палеотечений, которое значительно быстрее осуществляется с помощью менее трудоемких методов. Однако минералогический анализ дает нам и другую важную информацию, в особенности о питающих провинциях.
В качестве особого случая характеристики состава можно рассматривать содержание пыльцы, выраженное в количестве зерен, приводящихся на 1 г осадка. Высказано предположение, что оно является функцией расстояния от береговой линии. Поэтому изоботанические линии должны быть параллельны простиранию осадконакопления, а концентрация пыльцы должна закономерно убывать в направлении погружения берегового склона. Такой подход к палеогеографическому анализу может оказаться особенно эффективным для глинистых сланцев, в которых содержится мало других признаков, свидетельствующих о палеотечениях или региональном палеонаклоне. Однако о результатах подобных исследований опубликовано мало работ.
Скалярные свойства осадков и характеристики их состава имеют свои преимущества и недостатки по сравнению с ориентированными признаками. Существенная информация может быть получена при анализе неориентированного керна и даже шлама из буровых скважин, тогда как ориентированные признаки должны изучаться в обнажении или в лучшем случае в ориентированном керне. С другой стороны, на основании скалярных признаков нельзя сделать вывод о направлении потока по данным одного обнажения или одного керна; здесь требуется большое число замеров во многих точках. В противоположность этому ориентированные признаки, например косая слоистость, позволяют установить направление течения в данной точке.