Войти  |  Регистрация
Авторизация

Структуры и текстуры осадочных пород



Важными параметрами осадочных пород являются их структура и текстура. Под структурой (structure — фр.) мы понимаем особенности строения осадочной породы, определяемые размерами и формой слагающих ее частиц. Например, обломочная порода может обладать алевритовой или песчаной структурой (отличаются размерами обломков); или же галечной или щебневой структурой (форма обломков окатанная или остроугольная).
Текстура породы (texture—фр.) отражает пространственное расположение ее составных частей. Таковы, например, слоистая текстура, текстура трещин усыхания и др.
Необходимо помнить, что в английской геологической литературе термины «структура» и «текстура» употребляются в обратном значении; texture (структура — англ.) и structure (текстура — англ.).
Структуры, характерные для отдельных групп осадочных пород (обломочных пород, известняков и др.), рассмотрены в соответствующих разделах, где дано описание этих пород. Ниже кратко характеризуются главнейшие текстуры, встречающиеся в породах различного состава и генезиса.
Текстуры, возникшие в осадке, фиксируются как в особенностях внутреннего строения пород, так и на поверхностях напластования. В соответствии с этим они делятся на две основные группы: внутрипластовые текстуры и текстуры поверхностен наслоения (табл. 1.2). Текстурные особенности пород могут формироваться как результат жизнедеятельности организмов, а также под влиянием среды осадконакопления, т. е. они могут быть биогенными и абиогенными.
Структуры и текстуры осадочных пород

Внутрипластовые абиогенные текстуры

Массивная (неслоистая) текстура характеризуется беспорядочным равномерным (гомогенным) распределением в пространстве частиц, образующих породу. Массивной текстурой могут обладать самые разнообразные породы — глины, алевролиты, песчаники, известняки и др.
Слоистые текстуры являются наиболее распространенными текстурами осадочных пород. Под слоистостью, в широком смысле, понимается неоднородность осадочных пород в разрезе по вертикали, при однородном сложении по горизонтали. Слоистость в осадочных породах может выражаться сменой минерального состава материала, слагающего породу, например при переходе от накопления доломита к накоплению гипса; или сменой структуры осадочного материала песок-алеврит или его текстуры: массивный (песлоистый) песчаник сменяется косослоистым песчаником.
Причиной возникновения слоистости осадочных пород является изменение параметров процесса осадконакопления, характер которого зависит, прежде всего, от тектонической жизни региона. Поднятия и опускания в областях сноса и бассейнах накопления осадков приводят к изменениям в характере материала, поступающего в осадок, и к изменению условий его накопления, что выражается в появлении слоистых текстур в образующихся осадочных породах.
Другими факторами, влияющими на характер слоистости осадков, могут быть периодические изменения климата, усиление или ослабление жизнедеятельности организмов, осаждающих карбонатный или кремнистый материал, влияние временных потоков и даже бурь и штормов, а также деятельность вулканов, извергающих пирокластический материал. Формирование слоистости пород не ограничивается процессом седиментогенеза, но продолжается в диа- и катагенезе. Различное уплотнение пород под нагрузкой накапливающихся более молодых осадков, формирование различных аутигенных минералов (цементация пород) в отдельных интервалах разреза подчеркивает и усиливает слоистый характер осадочных толщ. Причины и условия возникновения различных типов слоистых текстур, особенно мелкомасштабных, мощность которых измеряется сантиметрами, изучены до настоящего времени далеко не достаточно.
Для характеристики слоистых толщ используются, как правило, три основных термина: слоек, слой и пласт (Л.Н. Ботвинкина). Слоек является наименьшей элементарной единицей слоистости пород. Слойки, образующие более крупные единицы, — слои, состоят из одного материала, однотипны и представляют собой многократно повторяющиеся мелкие слоеобразующие элементы (рис. 1.2). Слоек имеет небольшую мощность (от долей миллиметра до первых сантиметров), а в косой слоистости и небольшую протяженность.
Слой — элемент, слагающий слоистую толщу осадочных пород и пpeдcтaвляющий собой геологическое тело, имеющее более или менее однородный состав и обычно ограниченное в кровле и подошве плоскостями наслоения. Это тело прослеживается в пространстве на определенной площади и имеет но сравнению с ней небольшую мощность. От выше- и нижележащих слоев каждый слой отличается либо минеральным составом, либо структурными или текстурными особенностями.
Структуры и текстуры осадочных пород

Пласт определяется как элемент слоистой толщи, равный одному или нескольким слоям, образовавшийся в результате существенного изменения условий осадконакопления. Пласты отделяются друг от друга плоскостями наслоения (напластования) и резко отличаются по составу слагающих их пород. При описании разрезов в обнажениях не всегда можно уверенно разграничить слои и пласты. Поэтому часто различают лишь два элемента слоистости — слоек и слой, He выделяя пласты в качестве особых элементов слоистости.
Морфология слоистых текстур чрезвычайно разнообразна. Разные исследователи (Л.Н. Ботвинкина, Р. Шрок и др.) выделяют десятки разновидностей слоистости. Однако все они могут быть объединены в три основных вида текстур горизонтально-слоистые, волнисто- и линзовидно-слоистые и косослоистые.
Структуры и текстуры осадочных пород

Горизонтальная слоистость характеризуется чередованием слойков и слоев, параллельных плоскости наслоения. Этот вид слоистой текстуры является наиболее распространенным среди осадочных пород и может наблюдаться в любом обнажении. Разновидностью данной текстуры является ритмическая слоистость, при которой два или несколько элементов слоистости (слойки или слои) закономерно чередуются в разрезе, образуя слоистые толщи ритмического строения. Такова, например, ленточная слоистость многих озерно-ледниковых отложений или слоистость флишевых толщ.
Волнистая и линзовидная слоистость представляет собой чередование серии слойков, имеющих криволинейную выпукло-вогнутую форму (рис. 1.3). Такой вид слоистой текстуры довольно широко распространен в мелкопесчаных, особенно в алевритовых осадках. Волнистая слоистость отражает захороненныe и проявляющиеся во внутренней текстуре породы формы знаков ряби различного типа. Мощность волнисто-слоистых серий, как правило, небольшая.
Косая слоистость характеризуется сериями слойков, расположенных внутри одного слоя или пласта косо (под определенным углом) по отношению к кровле и подошве слоя. Слои в косослоистых толщах, в свою очередь, могут быть непараллельны друг другу, поэтому различают косую слоистость с параллельными и перекрестными сериями слойков (рис. 1.4).
Структуры и текстуры осадочных пород

Формирование косой слоистости может происходить при переносе и отложении осадочного материала направленным турбулентным (струйно-вихревым) потоком водной или воздушной среды (рис. 1.5). Наиболее ярко косая слоистость выражена в аллювиальных отложениях руслового и дельтового типа. Ho она может формироваться временными потоками, морскими течениями и воздушными потоками. Последний тип косой слоистости, по-видимому, достаточно редко встречается в ископаемых осадках. Формы косой слоистости в разрезах чрезвычайно разнообразны и указывают на накопление осадков в условиях высокой динамической активности среды. Косая слоистость наблюдается в различных типах пород: грубообломочных, песчано-алевритовых, известняках и др. Мощность косослоистых серий также разнообразна, изменяясь от первых десятков сантиметров до 10—15 м и более.
Структуры и текстуры осадочных пород

Сланцеватая текстура возникает в глинистых, песчано-алевритоглинистых и других породах в катагенезе и особенно в метагенезе под воздействием стресса. При этом массовое развитие однонаправленной ориентировки частиц гидрослюды, серицита и других минералов в породах приводит к возникновению сланцеватости. Осадочные породы, особенно сланцеватые аргиллиты и глинистые сланцы, легко раскалываются на листочки, пластинки или плитки параллельно сланцеватости (кливажу), часто не совпадающей с первичными плоскостями наслоения пород.
Плотная и пористая текстуры. При образовании большинства осадочных пород между слагающими их частицами; обломочными зернами, раковинами организмов и т. п. — сохраняются пустоты (поры). Пустоты часто возникают при растворении, выщелачивании отдельных минеральных компонентов породы в процессах диа-и катагенеза. Породы, обладающие определенной пустотной емкостью, называются пористыми. Емкость пор и пустот породы может составлять до 30% ее объема (редко больше). Пористость пород имеет большое практическое значение, так как именно в порах и пустотах осадочных пород содержатся вода, нефть и природный газ, образующие крупные промышленные скопления. В тех случаях, когда все пустоты в породе заняты минеральным веществом, например цементом, можно говорить о плотной текстуре породы. Иногда в качестве синонима употребляется термин «сливная текстура».
Структуры и текстуры осадочных пород

Текстуры внедрения и оползания осадков. В ряде случаев в осадочных породах наблюдаются внутрипластовые нарушения горизонтальной слоистости, представляющие собой в различной степени смятую или гофрированную слоистость (рис. 1.6). Такие текстуры образуются при оползании незатвердевших осадков на дне бассейна. Текстуры оползания особенно характерны для осадков геосинклинальных зон, где резкие градиенты глубины бассейна создают уклоны дна, благоприятные для подводного оползания полужидких осадков. Такие текстуры наблюдаются в песчаных, алевритовых, глинистых, карбонатных и других осадках. Иногда оползающий осадок внедряется в более древние незатвердевшие осадки (см. рис. 1.6).
Масштабы проявления подводно-оползневых текстур могут быть самыми разнообразными: от гофрировки, измеряемой миллиметрами, до горизонтов смятия, охватывающих толщи осадков в десятки метров. Скольжение полужидких осадков по дну может начаться при уклонах дна, измеряемых первыми градусами (по данным А.Д. Архангельского, даже при уклоне 1—2°). Причинами подводно-оползневых деформаций часто являются сейсмические толчки.
Структуры и текстуры осадочных пород

Текстуры ориентированных обломков образуются за счет накопления обломков пород (иногда раковин организмов) в условиях интенсивно движущейся среды. Например, речные и морские конгломераты часто бывают сложены гальками, имеющими определенную ориентировку в пространстве. Такие ориентированные обломочные текстуры позволяют восстанавливать характер среды их отложения и, в ряде случаев, направление приноса обломков.
Сутуростилолитовые текстуры наблюдаются чаще всего в известняках и доломитах, значительно реже встречаются в песчаниках, алевролитах и глинистых породах (рис. 1.7). Г.И. Теодорович характеризует стилолиты как выступы вышележащего слоя, вдающиеся наподобие зубцов в нижележащий слой и отделенные от последнего поверхностью раздела, как правило, покрытой пленкой глинистого материала. Выступы обладают более или менее параллельной штриховкой боковых поверхностей, представляющей собой следы скольжения, внедрения. Высота «зубцов» стилолитов, как правило, не превышает 1—10 см, а их длина может достигать многих метров. Стилолиты обычно более или менее параллельны плоскости наслоения пород, хотя могут быть наклонными или даже перпендикулярными к слоистости.
Сутурами, по Г.И. Теодоровичу, называют микрозубчатые линии, наблюдаемые на расколах некоторых известняков, мергелей в других пород и представляющие собой срезы микробугристых, так называемых сутурных поверхностей. Сутуры связаны со стилолитами постепенными переходами, разница между ними состоит лишь в различной степени развития «зубчатости».
Сутуростилолитовые текстуры часто обладают стратиграфической приуроченностью. Они могут переполнять одни горизонты единиц карбонатной толщи пород и совершенно отсутствовать в других выше- и нижележащих горизонтах. Условия образования сутур и стилолитов, несмотря на то, что им посвяш,ена обширная литература, остаются до настоящего времени дискуссионными. Большинство исследователей сходится на том, что значительную роль в образовании этих текстур играли процессы неравномерного, селективного растворения вещества пород вдоль трещин в условиях их сдавливания под нагрузкой вышележащих осадков или под влиянием стресса.
Текстура cone-in-cone (фунтиковая) наблюдается в маломощных (до 20—30 см) прослоях, а также караваеобразных и линзовидных конкрециях известняка, глинистого известняка или мергеля, залегающего среди глинистых или известково-глинистых пород. Фунтиковая текстура представляет собой систему вложенных друг в друга полых конусов. Тонкие стенки этих конусов часто имеют гофрированное или плойчатое строение. Отдельные «стопки» их тесно прижаты друг к другу, образуя сплошную фунтиковую поверхность (рис. 1.8). Текстура cone-in-cone часто похожа на фаунистические остатки, с которыми ее нельзя смешивать. Формирование фунтиковой текстуры объясняется перекристаллизацией кальцита в процессах катагенеза под влиянием давления вышележащих пород.
Структуры и текстуры осадочных пород

Внутрипластовые биогенные текстуры

Внутрипластовые текстуры, имеющие биогенное происхождение, встречаются значительно реже, чем абиогенные текстура. Среди биогенных текстур выделяется много разновидностей, таких, например, как следы зарывающихся в ил и перерабатывающих его червей, ракообразных, моллюсков, брахиопод, а также следы корней растений и т. п.
Наиболее часто встречающиеся ходы червей-илоедов представляют собой округлые или овальные в поперечном сечении трубки, обычно причудливо изгибающиеся и пересекающие осадок (породу) в самых различных направлениях. Такие ходы могут быть заполнены или тем же осадком, или же осадком из выше- или нижележащих прослоев. Ходы червей-илоедов наблюдаются в различных породах: глинисто-алевритовых, песчаных, карбонатных и др. Черви-илоеды, по данным В. Твенхофела, обитают на различных глубинах, поэтому текстуры ходов для определения глубин бассейна осадконакопления необходимо использовать с осторожностью.
Текстуры, связанные с ростом растении, имеют различный облик. Корневая система растений пересекает слоистость осадков по вертикали, образуя своеобразную текстуру прорастания или протыкания. Такие текстуры особенно часто наблюдаются в угленосных отложениях, где они приурочены к почве угольных пластов.
Абиогенные текстуры поверхностей наслоения

Текстуры знаков ряби. Знаки ряби представляют собой ряды прямых или изогнутых, более или менее параллельных, реже перекрещивающихся в плане валиков, образованных водными течениями или волнением (а также ветром), на поверхности осадка. Приуроченность знаков ряби к кровле, а их слепков к подошве пластов позволяет судить о нормальном или опрокинутом залегании слоев. Особенности строения знаков ряби могут указывать на условия их образования. При изучении знаков ряби необходимо определять длину волны L, высоту (амплитуду) ряби Я, индекс ряби, выражающий отношение длины волны ряби к ее высоте L Н, горизонтальный индекс ряби, отражающий степень асимметрии ряби, т. е. отношение ширины пологого и крутого склонов валика у асимметричных типов ряби L1:L2 (рис. 1.9).
Структуры и текстуры осадочных пород

Волновая рябь возникает под действием волн в мелководных зонах морских и озерных бассейнов. Различается волновая осцилляционная рябь, возникающая в более глубоких частях литоральной или неритовой зон, и волновая прибойная рябь, образующаяся непосредственно в прибрежной зоне бассейна. Первый тип ряби характеризуется симметричным или почти симметричным строением гребней. Вершинки гребней острые или слегка закругленные. Углубления между гребнями широкие. Гребни более или менее прямолинейные и располагаются обычно на равных расстояниях параллельно друг другу. Индекс ряби L Н = 5/10. Второй тип ряби характеризуется в плане частым ветвлением и искривлением валиков. Последние сильно асимметричны, гребни нередко плоские, ложбинки между гребнями узкие. Крутой склон валиков обращен к берегу. Индекс ряби L Н = 5/20.
Рябь течений образуется в реках и зонах морских и озерных течений. Знаки ряби течений могут возникать в мелко- и очень глубоководных частях бассейнов, в зоне действия морских течений. Подводное фотографирование океанского дна установило образование современной ряби течения на глубинах до 5—7 тыс. м. Валики ряби течений в плане обычно волнистые или дугообразные, иногда почти прямолинейные. Рябь асимметричная с крутым склоном, направленным вниз по течению. Валики расположены почти параллельно, на равных расстояниях друг от друга. Индекс ряби L Н = 4/10.
Эоловая рябь возникает на поверхности песков морских побережий и пустынь под действием ветра. Форма валиков ряби непостоянна. Они обычно изогнуты, асимметричны, имеют пологий склон, обращенный навстречу ветру. Индекс ряби L H=15. В ископаемом состоянии практически не встречается.
Текстуры струй течения. На поверхности илистых осадков в зоне течений могут возникать небольшие углубления — вымоины. В ископаемом состоянии обычно сохраняются слепки таких вымоин — желобков, образующихся на нижней поверхности (подошве) слоев песчаных, алевритовых и реже карбонатных пород. Эти слепки имеют форму валиков, выступов за счет заполнения вымоин более молодым осадком. Один конец валика более узкий, заостренный, конусовидный, другой конец широкий, языковидный, постепенно сливается с окружающей поверхностью (рис. 1.10). Ширина следов струй течения колеблется от 1 до 10 см, длина — от 1—5 до 15—25 CM. Слепки со следов струй течения располагаются параллельно течению. Их суженные или заостренные концы направлены навстречу течению.
Текстуры трещин усыхания. На поверхности наслоения глинистых и алевритовых пород, мергелей и глинистых известняков иногда наблюдаются следы растрескивания поверхности осадка в результате его высыхания на воздухе. Трещины усыхания, пересекаясь между собой, делят поверхность пласта на различные по размерам неправильные полигональные участки (рис. 1.11). Ширина таких трещин колеблется от 0,5—1,0 до 2—3 см, глубина — от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. На поверхности слоя трещины усыхания заполнены обычно песчано-алевритовым материалом. На нижней поверхности слоя, перекрывающего породы с трещинами усыхания, нередко образуются ребристые выступы (слепки с трещин), сложенные материалом покрывающего пласта. Наличие трещин усыхания указывает на то, что в процессе осадкообразования поверхность пласта периодически осушалась и оказывалась на воздухе.
Структуры и текстуры осадочных пород
Структуры и текстуры осадочных пород

Текстуры внедрения и оползания осадков. При оползании незатвердевших, полужидких осадков происходит не только образование внутрислоевой плойчатости, микроскладчатости, но и формирование на поверхности оползающих осадков округлых языковидных, неправильно-бугорчатых валиковых форм и «морщин».
Текстуры следов — отпечатков капель дождя, кристаллов соли, льда и т. п. — описаны в литературе, хотя и являются достаточно редкими. Они свидетельствуют о периодическом выходе осадка на дневную поверхность или о его накоплении на очень небольшой глубине в субаэральных условиях.
Биогенные текстуры поверхностей наслоения

Среди следов, оставленных на поверхностях наслоения пород различными организмами и обнаруживаемых в ископаемом состоянии, наибольшее распространение имеют следы жизнедеятельности организмов, ползающих на поверхности осадков, и в первую очередь ходы червей. Следы червей представляют собой бороздки или валики, часто многочисленные, причудливо переплетающиеся.
Следы организмов, включая отпечатки лап ящеров, птиц и других животных, являются редкими находками.
Криптогенные текстуры поверхностей наслоения

К гиероглифам относятся знаки на поверхности осадков, происхождение которых остается невыясненным. Таковы, например, бугорчатые образования различной формы и размеров, довольно крупные ориентированные валики и ряд других текстур.
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent