16.2: Природа хрестового розшарування

Поперечна розшарування надзвичайно різниться в геометрії. Це, мабуть, є відображенням великої різноманітності конфігурацій пластів, що утворюються потоками рідини над пухкими ліжками осаду.

Найчастіше перехресні шаруваті відкладення розташовуються у вигляді пакетів або наборів відповідних пластин, плоских або криволінійних, які відокремлені від сусідніх множин ерозійними множинами або усіченими поверхнями. Пластини всередині наборів можуть бути плоскі або криволінійні. Увігнуті ламінати зустрічаються частіше, ніж опуклі ламінати. (Ви побачите, чому в ході цієї глави.) Орієнтації поверхонь усічення зазвичай відрізняються від орієнтацій ламінат всередині множин. Зазвичай бічна шкала наборів може бути не набагато більше вертикальної шкали, а може бути набагато більше. \(\PageIndex{1}\)На малюнку показані дві поширені різновиди поперечної стратифікації, як видно на перерізах, нормальних до загальної площини розшарування. У деяких випадках всередині поперечно-шаруватого відкладення немає поверхонь усічення; на малюнку\(\PageIndex{2}\) показаний загальний приклад.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Дві поширені різновиди поперечної стратифікації, як видно в перерізах, нормальних до загальної площини стратифікації.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): Поширений приклад поперечно-шаруватого відкладення без усічених поверхонь.

У заданому локальному обсязі поперечно-стратифікованого родовища геометрія поперечного розшарування зазвичай виглядає по-різному в різно-орієнтованих ділянках, нормальних до загальної площини розшарування. Я буду використовувати неофіційний термін анізотропний для такої перехресної стратифікації. \(\PageIndex{3}\)Малюнок - поширений приклад. Зазвичай в таких випадках поперечні ламінати мають кращий напрямок занурення. (Зверніть увагу, що перехресне розшарування на двох гранях блоку, показаного на малюнку\(\PageIndex{3}\), таке ж, як ті, що використовуються на малюнку\(\PageIndex{1}\), які, можливо, вважали абсолютно не пов'язаними.) Якщо геометрія поперечного розшарування виглядає приблизно однаково в різно-орієнтованих перерізах, я буду використовувати неофіційний термін ізотропний.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Поширений приклад анізотропної перехресної стратифікації.

Часто дане перехресне шарувате ліжко може являти собою не лише одну подію депонування, а два або більше окремих депозиційних подій, кожне з яких накладається на попереднє. Такі грядки, як кажуть, об'єднані. Іноді легко розпізнати окремі події осадження в об'єднаному руслі; потім стратифікацію в кожній частині ліжка можна вивчити окремо. Але іноді складно визначити, об'єднана чи ні грядка.

Деякі загальні моменти про тлумачення

За аналогією з проблемами геофізики можна подумати з точки зору прямої задачі та зворотної задачі. Пряма проблема при інтерпретації перехресного розшарування, що породжується рухом форм ліжка (можливо, найпоширеніший вид) полягає в тому, що потік генерує рухомі форми ліжка, а рух форм ліжка разом з нульовою або ненульовою швидкістю загальної чистої аградації ліжка генерує геометрія розшарування (рис.\(\PageIndex{4}\) А). Зворотна задача складніша (рис.\(\PageIndex{4}\) B): ви починаєте з спостережуваної геометрії розшарування та спроб реконструювати часову історію геометрії шару, яка породила цю стратифікацію. Потім ви намагаєтеся реконструювати умови потоку, які відповідали за ту часову історію геометрії ліжка.

Малюнок\(\PageIndex{4}\): А) Пряма задача і Б) обернена задача в інтерпретації перехресного розшарування.

Труднощі в зворотній задачі полягають у тому, що

1. Природа не дає нам часових маркерів в родовищі, тому інформація про час втрачається при генерації перехресного розшарування, і
2. У більшості випадків частина раніше відкладеного осаду розмивається пізніше в міру розвитку перехресного розшарування, тому інформація про геометрію шару втрачається.

Одним із способів обійти необхідність вирішення важкого першого кроку в зворотній задачі (реконструювання геометрії шару з геометрії розшарування) було б мати повний каталог геометрій стратифікації, які розробляються як функція умов потоку та чистої швидкості аградації (рис. \(\PageIndex{5}\)). Потім можна було б бездумно порівнювати спостережуваний приклад перехресної стратифікації з візерунками в каталозі, щоб знайти сукупність умов, які, мабуть, дали спостережуваний приклад. Однак є дві серйозні проблеми з таким підходом:

1. Ми ніколи не могли каталогізувати всі можливі комбінації потоку та швидкості аградації; і
2. Два або більше досить різних наборів умов потоку та швидкості аградації можуть призвести до дуже схожих геометрій поперечного розшарування.

Рисунок\(\PageIndex{5}\): Каталог геометрій стратифікації, які розробляються як функція умов течії та швидкості чистої аградації.

Коли ви перебуваєте на оголенні, цінно спробувати розробити уявлення про конфігурацію ліжка, яка відповідала за спостережувану геометрію перехресного розшарування. Це було б неповним завданням, однак, навіть якби ви змогли вирізати оголення на тонкі скибочки, щоб отримати повну тривимірну картину геометрії. (Тільки в певних напівлітіфікованих відкладах це насправді можна зробити без особливих труднощів.) Найкраще, що ви можете зробити, це отримати деякі часткові ідеї, вивчивши доступні грані оголення. Ці ідеї, безумовно, будуть корисними при розробці інтерпретації, але навряд чи вони дадуть вам щось поруч із повною картиною геометрії перехресного розшарування.

У реальній практиці седиментолог на оголення спирається на певні широко прийняті моделі розвитку перехресної стратифікації. (Але майте на увазі, що не всі перехресні стратифікації природно вписуються в доступні моделі.) Нагадаємо, з розділу про конфігурації ліжок, що існує невелика кількість важливих фаз ліжка (відмінні види конфігурації ліжка), як однонаправлено-потокові брижі або дюни, або невеликі двовимірні коливальні брижі, або великі тривимірні коливальні брижі. Кожна з цих фаз шару пов'язана з деяким відмінним діапазоном умов потоку та розміру частинок. Такий діапазон умов виражається графічно як область стійкості заданої фази шару займає в певному відповідному графіку фази ліжка.

Моделі засновані на тому, що відомо емпірично, спостереженнями в потоках або природних потоках, про взаємозв'язок між фазою ліжка та перехресним розшаруванням. Надія на майбутнє полягає в тому, що, коли наша база таких спостережень збільшується, ми можемо робити все більш конкретні тлумачення, але факт залишається фактом, що в даний час тлумачення рідко можуть бути дуже конкретними. Необхідність ретельних лабораторних та польових досліджень стратифікації, виробленої певними комбінаціями умов течії та чистої швидкості аградації, все ще велика.

Наступний розділ - це досить детальний аналіз того, що, мабуть, є найпоширенішим та важливим видом перехресної стратифікації: що виробляється рухом ліжкових форм, поки ліжко в цілому переживає чисту аградацію, повільну чи швидку. Перехресне розшарування такого роду поширене в односпрямованих потоках як води, так і повітря, а також в комбінованих потоках води, і навіть в чисто коливальних потоках води, тому що навіть в чисто коливальних потоках навіть незначна асиметрія коливань змушує форми русла зміщуватися в бічному напрямку при не- мізерно малі ставки. Я неофіційно буду називати перехресне розшарування такого роду альпіністсько-ліжко-форми поперечного розшарування. Кажуть, що форми ліжок піднімаються, коли відбувається загальне погіршення осадового шару під час руху форм ліжка; докладніше див. Пізніше розділ.