- Литология. Структурная геология
- Р. А. Щеколдин. Конспекты лекций
- Литология. Структурная геология
- Р. А. Щеколдин. Конспекты лекций
- Слои и слоистость в природе
- Фации
- Классификация слоев по мощности
- Особенности строения кровли и подошвы слоя.
- Структурные типы слоистости и их происхождение
- Формы слоистости
- Обстановки осадконакопления.Обстановки (фации) морских водоемов с аномальной соленостью
- Обстановки (фации) переходные от континентальных к морским
- Обстановки осадконакопления. Континентальные обстановки
- Морские и океанические обстановки
Литология. Структурная геология
Р. А. Щеколдин. Конспекты лекций
Литология. Структурная геология
Р. А. Щеколдин. Конспекты лекций
Слои и слоистость в природе
Положение в пространстве слоистых толщ осадочных и вулканогенных горных пород – основа для расшифровки структуры верхних горизонтов земной коры. Осадочные породы обладают многими чертами, которые отражают обстановку осадконакопления.
Большая часть осадочных пород континентов представлена мелководными морскими образованиями, на что указывают состав органических остатков и другие особенности. В ряде горных хребтов мощность осадочных пород измеряется тысячами метров. На основании этого можно сделать вывод, что накопление столь огромных объемов осадков оказалось возможным только вследствие постепенного прогибания поверхности, на которой происходило осадконакопление.
Осадочные породы накапливались в закономерной последовательности на протяжении геологического времени, поэтому они являются главными документами по истории Земли. Не зря слои осадочных пород называют «листами каменной книги». Многие текстуры осадочных пород зависят от условий осадконакопления и образуются еще до затвердевания осадка.
Наиболее существенное свойство осадочных пород – то, то они образуют слои.
Слой (пласт) – геологическое тело плоской формы (мощность во много раз меньше размеров площади распространения), отделенное от выше- и нижележащих пластов отчетливыми поверхностями напластования (подошвой и кровлей) и имеющее более или менее однородный состав ( Геологический словарь ).
Слои осадочных пород возникают, как правило, в водоемах; плоская форма их ограничений обусловлена плоским, выровненным дном водоемов. Поверхность рыхлого осадка стремится занять положение, перпендикулярное вектору силы тяжести. Образование поверхностей напластования объясняется изменением хода осадконакопления, его прерывистостью или сменой условий. Главным признаком, по которому выделяется слой, является смена пород. Слои обычно характеризуются большими протяженностью и площадью распространения; слои мощностью менее 1 м нередко прослеживаются на десятки, а иногда и сотни километров.
Бассейны осадконакопления не бесконечны, и каждый слой рано или поздно кончается: в краевых частях слоя наблюдается постепенное выклинивание слоя (рис. 1а). Оно может быть обусловлено приближением к границе осадконакопления, например, береговой линии (седиментационное выклинивание), или связано с более поздним размывом части слоя (денудационное выклинивание). При небольшом распространении слоя он в поперечном сечении становится похожим на линзу (рис.1б). Его так и называют линзой.
Фации
Классификация слоев по мощности
Существует целый ряд классификаций, предложенных различными авторами. Предлагаемая классификация – одна из наиболее дробных:
Следует отметить, что при описании слоистости всегда следует добавлять конкретные цифры мощностей слоев – максимальные, минимальные и средние.
Изучение слоистости составляет основу стратиграфии – науки о возрастной последовательности слоев и об условиях их образования. Оно помогает расшифровать сложные складчатые и разрывные нарушения, что входит в компетенцию структурной геологии. Возраст тел, не имеющих слоистого строения, определяется по их взаимоотношениям со слоистыми образованиями.
Главные типы слоистости – параллельная и косая.
При параллельной (горизонтальной) слоистости слои залегают параллельно друг другу. Этот тип слоистости характерен для осадконакопления в относительно спокойной, малоподвижной водной среде, ниже базиса действия волн.
Разновидности параллельной слоистости:
простая полосовидная слоистость – незакономерное, неупорядоченное чередование слоев различного состава и мощности;
ленточная слоистость – ритмичное чередование тонких (несколько мм) алевритовых и глинистых слойков (варвы), обусловленное сезонными колебаниями температуры;
градационная слоистость – постепенный переход от породы крупнозернистой к тонкозернистой внутри одного ритма, между ритмами границы резкие, часто неровные, с признакми размыва
Ленточная и градационная слоистость – разновидности ритмичной слоистости.
Косая слоистость представляет собой серии прямых или криволинейных тонких слоев, располагающихся под различными углами к горизонту. Она свидетельствует о быстрой изменчивости условий осадконакопления в обстановке неравномерного движения среды осадконакопления (водной или воздушной).
Формирование косой слоистости
Движение среды осадконакопления (течение, волны, ветер) образует на поверхности осадка донные формы – рябь, дюны, бары, гряды и т. п. Донные формы постоянно мигрируют – смещаются по течению (ветру), против течения или в боковом направлении. При этом на склоне донной формы, обращенной в сторону смещения, отлагаются наклонные слои, а противоположный склон эродируется (рис. 3). В некоторых случаях по форме косых слойков можно отличать подошву косослоистой серии от кровли (к подошве косые слойки подходят постпенно, в кровлю резко утыкаются).
Рис. 3. Образоваие косой слоистости
Особенности строения кровли и подошвы слоя.
Поверхности напластования несут на себе ряд текстурных признаков, позволяющих во многих случаях отличать подошву от кровли. Это бывает необходимо при работе в районах, где встречаются опрокинутые залегания. К этим признакам относятся:
Стратиграфические подразделения
Мощности отдельных слоев, как правило, недостаточны для того, чтобы изобразить их на геологической карте (в некоторых случаях отдельные слои – маркирующие горизонты – показывают внемасштабными знаками). На картах показываются группы слоев, объединенных по какому-либо признаку. Эти группы слоев называются стратиграфическими подразделениями (стратонами). На обзорных картах показываются подразделения общей (международной) стратиграфической шкалы : системы, отделы, ярусы. Эти подразделения выделяются по возрастному принципу – по наличию определенного комплекса окаменелостей. На картах картировочных масштабов показываются местные (свиты, подсвиты) или вспомогательные (толщи, подтолщи, пачки) стратиграфические подразделения.
Для выделения картируемых стратиграфических подразделений производится изучение стратиграфических разрезов. В качестве таких разрезов выбираются обнажения, отвечающие следующим требованиям:
слабая нарушенность первичного залегания пород тектоническими деформациями;
доступность для изучения.
Такие обнажения изучаются путем послойного описания горных пород с измерением мощности слоев и отбором образцов горных пород и органических остатков.
Затем описанные слои группируются, главным образом, по литологическим признакам. Эта операция называется стратиграфическим расчленением. В одном обнажении редко вскрывается полная последовательность пород, слагающих изучаемую территорию, поэтому приходится описывать ряд стратиграфических разрезов. Это нужно также и для того, чтобы выявить возможные фациальные изменения.
Источник
Структурные типы слоистости и их происхождение
Слоистые (стратиграфические) структуры
Главным признаком этих структур является наличие слоистости.
Совокупность слоев, сосредоточенных на ограниченной площади, и мало различающихся по возрасту и составу, может объединяться в пачки, толщи, свиты и серии. Слои горных пород, которые позволяют расшифровать тектоническую структуру участка земной коры, называются маркирующими горизонтами. Маркирующие горизонты прослеживаются на различные расстояния.
Толщина слоя или его мощность измеряется по кратчайшему расстоянию между кровлей и подошвой. Измеренная таким образом мощность называется истинной. При наклонном залегании слоя различают также горизонтальную и вертикальную мощности, а ширина выхода слоя на дневную поверхность определяет его видимую мощность. Резкое уменьшение мощности слоя, наблюдаемое на небольшом расстоянии, называется пережимом, а если уменьшение мощности приводит к исчезновению слоя, то такое явление называется выклиниванием слоя.
Классификация слоев по мощности
Слои | Мощность, см |
1. Микрослоистые | менее 0,2 |
2. Листоватые | 2 – 0,2 |
3. Тонкослоистые | 10 – 2 |
4. Среднеслоистые | 50 – 10 |
5. Крупнослоистые | 100 – 50 |
6. Массивно-слоистые | более 100 |
7. Гигантослоистые | более 1000 |
В пачках слои различного состава могут иметь одинаковую мощность, или наоборот, самую различную. Часто слои грубообломочных пород (конгломераты, гравелиты, песчаники) имеют большую мощность, чем слои тонкообломочных (алевролиты, аргиллиты).
По морфологическим особенностям выделяют следующие типы слоистости: параллельную, линзовидную, волнистую, косую.
Параллельная (горизонтальная) слоистостьхарактеризуется тем, что границы слоев располагаются горизонтально и параллельны между собой и по форме близки к плоскости. Форма слоев – правильная плита выдержанной мощности. Слоистость этого типа образуется при отложении осадка в спокойной обстановке (глубокие части моря или озера). Параллельная слоистость может быть: а – простой полосовидной; б – прерывистой (штриховой); в – ленточной.
· Простая полосовидная слоистость обусловлена различным вещественным составом каждого слоя.
· Прерывистая слоистость характеризуется тонкими прерывистыми прослойками иного материала в однородной породе (прослои и линзы чешуек слюды в глинистых породах, прослойки растительного дендрита в алевролитах и песчаниках).
· Ленточная слоистость характеризуется правильным ритмичным чередованием тонких прослоев разного состава. Часто ее образование связано с климатическими сезонными колебаниями условий осадконакопления. Встречается в озерных и флювиогляциальных отложениях, а также в прибрежных морских осадках вблизи устьев крупных рек, выносящих большое количество обломочного материала. По ленточной слоистости можно определять абсолютную скорость накопления осадков и их возраст.
Линзовидная слоистость отличается изменением мощности отдельных слоев по простиранию. При этом слои нередко полностью выклиниваются, что приводит к разобщению слоя на отдельные части или линзы. Такой вид слоистости образуется при быстром и изменчивом движении среды. В песчано-глинистых толщах образование линзочек песчанистого материала объясняется периодическим привносом более грубозернистого материала в спокойную часть водоема. Очень характерна линзовидная слоистость для песчано-конгломератовых отложений, где она связана с частым размывом ранее отложенного материала и отложением материала в неровностях дна.
Волнистая слоистость характеризуется правильными волнистыми поверхностями напластования. Волнистая слоистость небольшого масштаба часто встречается в мелкозернистых песчаниках и алевролитах, образовавшихся в прибрежно-морских, озерных и речных обстановках в условиях волнений (симметричной формы) и течений (асимметричной формы) (рис. 3 в).
Косая слоистость характеризуется косым наслоением слойков по отношению к основным плоскостям напластования. Основным элементом косой слоистости является косая серия первично-наклоненных в одном направлении слойков. По форме слойков различаются следующие виды косой слоистости: прямолинейную; вогнутую (выпуклую); волнистую (рис.3 г-з). по степени параллельности косых слойков в одной серии различают: параллельную и сходящую (рис.3 г,е). Постоянство углов наклона и направления косых слойков является решающим признаком для выяснения условий образования осадка. Серии косых слойков, наклоненных в одном направлении образуются обычно при поступательном движении водной или воздушной среды, в которой происходит накопление осадков (рис.3 г). выделяют несколько типов косой слоистости по происхождению: эоловую; речную; временных водотоков; прибрежно-морскую.
· Эоловая косая слоистостьхорошо выражена в отложениях дюн. Характеризуется разнонаправленностью косослоистых серий и большим колебанием углов наклона слойков (от 5 до 30 0 на подветренном склоне). Серии косых слойков часто имеют резко изогнутую форму границ и нередко наклонены. Материал осадков хорошо отсортирован и однороден по составу.
· Косая слоистость временных потоков характеризуется правильным многоэтажным чередованием небольших круто наклоненных косых и горизонтальных серий. Материал косых серий, соответствующий периодическим ливням, грубее чем материал горизонтальных серий. Косые серии имеют круто наклоненные (до 40 0 ) слойки, обычно прямолинейные и параллельные по форме. Материал плохо отсортирован.
Источник
Формы слоистости
Форма слоистости отражает характер движения той среды, в которой происходило накопление осадков. Выделяются четыре основных формы слоистости: параллельная, линзовидная, волнистая и косая (рис. 1.3).
Параллельная слоистость может быть полосовидной, прерывистой и ленточной. При параллельной слоистости поверхности наслоения субпараллельны и близки по форме к плоскостям. Формируется она при осадконакоплении в относительно спокойной и неподвижной среде в озёрных и морских бассейнах ниже уровня действия волн (рис. 1.3).
Линзовидная слоистость характеризуется разнообразием форм и резкой изменчивостью мощностей отдельных слоев вплоть до полного выклинивания (рис. 1.2).