16.3: Основна ідея, що стоїть за хрестоподібним розшаруванням у формі сходження

Загалом, фундаментальну ідею про перехресне розшарування легко констатувати (рис.\(\PageIndex{1}\)): оскільки форми ліжок того чи іншого виду проходять задану точку на ліжку, і висота ліжка, і місцевий нахил ліжка змінюються з часом. Розглянемо короткий часовий проміжок протягом анамнезу зменшення та збільшення висоти ліжка. Після досягнення тимчасового мінімуму в піднесенні ліжка, осадження нових ламінат відбувається протягом певного періоду часу, поки не буде досягнуто тимчасового максимуму в піднесенні ліжка. Потім, коли висота ложа знову зменшується, відбувається повна або часткова ерозія знову відкладених пластин і утворення нової поверхні усічення. Після наступного мінімального підйому ліжка відкладається ще один набір ламінат.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Фундаментальна ідея про перехресну стратифікацію.

Попередній абзац все ще занадто загальний, щоб дати вам конкретне уявлення про те, як рухомі форми ліжка породжують перехресне розшарування. Зараз я буду більш конкретним. Візьмемо як приклад поїзд брижів, що рухаються вниз за течією, в односпрямованому потоці. (Картина була б схожа на дюни.) Кожна пульсація повільно рухається вниз за течією, як правило, змінюючись у розмірі та формі під час руху. Осад зачищається з верхньої за течією (stoss) поверхні кожної пульсації і осідає на нижчу за течією (lee) поверхню.

У вашій уяві розріжте шлейф брижів на велику кількість вертикальних ділянок паралельно середньому напрямку потоку (рис.\(\PageIndex{2}\)). Жолоб пульсації найкраще визначити кривою, утвореною з'єднанням всіх низьких точок на цих вертикальних ділянках, де вони розрізають даний жолоб (рис. \(\PageIndex{3}\)). Ця крива, яку я неофіційно називаю кривою низької точки, як правило, звивиста в трьох вимірах. Низькоточкова крива рухається вниз за течією з брижами, і вона змінює свою форму під час руху, як звиваючий дракон, тому що глибина корита та швидкість пульсацій змінюються з часом.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): Розрізання ланцюга брижів на велику кількість вертикальних ділянок, паралельних середньому напрямку потоку.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Жолоб пульсації найкраще визначити кривою, утвореною з'єднанням всіх низьких точок на цих вертикальних ділянках, де вони розрізають даний жолоб.

Оскільки крива низької точки зміщується вниз за течією, це можна розглядати як ефект дроту для нарізки сиру: здається, збриває тіло пульсації відразу нижче за течією для видалення ерозією, і таким чином він готує хвилясту підлогу або поверхню для осадження просуваються лісів пульсацією відразу вгору за течією.

Залежно від умов потоку та розміру осаду, лісові пластинки, закладені наступаючою пульсацією, широко варіюються за формою, від майже ідеальних площин, похилих під кутом спокою, до сигмоїдальних кривих, які відповідають поверхні корита нижче за течією під невеликим кутом (рис.\(\PageIndex{4}\)). Незалежно від їх форми, ці пластинки завжди осідають безпосередньо на поверхні ерозії, яка утворюється, як тільки що описано вище, рухом нижче за течією горища пульсації, в який ліси програде.

Малюнок\(\PageIndex{4}\): Геометрія лісових ламінатів.

Якщо під час руху брижі до ліжка не додається новий осад, середня висота ліжка не змінюється з часом, а невидима площина, яка представляє середню поверхню ліжка, залишається на тій же висоті. В середньому ліси, відкладені даною пульсацією, знову повністю розмиваються, коли наступний корито вгору за течією проходить повз (рис.\(\PageIndex{5}\)). Однак, якщо новий осад додається скрізь, щоб побудувати ліжко вгору, брижі більше не рухаються паралельно площині середньої поверхні шару, а замість цього мають складову руху вгору (рис.\(\PageIndex{6}\)). Отриманий напрямок руху пульсації описується кутом підйому, позначеного на\(\theta\) малюнку\(\PageIndex{6}\). Тангенс\(\theta\) дорівнює середній швидкості аградації шару, поділеній на швидкість пульсації.

Малюнок\(\PageIndex{5}\): В середньому ліси, відкладені даною пульсацією, знову повністю розмиваються, коли наступний корито вгору за течією проходить повз.

Малюнок\(\PageIndex{6}\): Підйом на рифлеподібні форми ліжка.

Коли брижі піднімаються в просторі, як описано вище, їх жолоби піднімаються разом з ними, тому поверхня ерозії, пов'язана з нижчим рухом низькоточкової кривої в даному жолобі, проходить над поверхнею ерозії, яка утворилася при проходженні попереднього жолоба. Найнижчі частини лісів, відкладені пульсацією, яка була розташована між цими двома жолобами, потім зберігаються, а не повністю розмиваються (рис.\(\PageIndex{7}\)). Цей набір залишків обмежений як зверху, так і знизу поверхнями ерозії.

Малюнок\(\PageIndex{7}\): Часткове збереження пульсації лісів, оскільки брижі піднімаються під невеликим кутом.

\(\PageIndex{8}\)На малюнку показано перехресне розшарування в ідеально регулярному родовищі, що утворюється низькокутовим підйомом поїзда брижів. Важкі лінії - це поверхні ерозії, а легкі лінії - це лісові ламінати. Також показано профіль пульсаційного поїзда, який він існував у даний час. Верхні частини кожної пульсації в поїзді, під пунктирною частиною профілю, були усунені пізнішою ерозією. У реальних перехресних шаруватих відкладах такого роду поверхні ерозії нерегулярно звивисті, оскільки геометрія корита змінюється з часом, і множини, як правило, вищипують як вгору, так і вниз за течією, оскільки брижі існують лише для кінцевої відстані руху.

Малюнок\(\PageIndex{8}\): Ерозійно-Штосс сходження - пульсація поперечного розшарування. Для наочності поперечні ламінати малюються тільки в половині хрестових наборів.

Показово, що найважливішим при визначенні геометрії такого роду перехресного розшарування є геометрія форм ложа в жолобах, а не біля гребенів. Слід також зазначити, що висота комплектів завжди менше висоти ліжкових форм, які відповідали за перехресне розшарування. Якщо порівняти висоту хрестових наборів з висотою брижів в пунктирному профілі на малюнку\(\PageIndex{8}\), то можна помітити, що для низьких кутів підйому встановлена висота становить лише малу частку висоти форми ліжка.

Чим більше кут підйому, тим більша частка лісів збереглася. Якщо кут підйому брижів більше кута нахилу штосовой сторони брижів, то ламінати зберігаються на сторонам стосс, а також на ліових сторонам, при цьому зберігається повний профіль пульсації (рис.\(\PageIndex{9}\)). Це відбувається, коли швидкість додавання нового осаду в пласт перевищує швидкість, з якою осад транспортується з боку стосса в відведену сторону пульсації. Відмінності в геометрії між фігурою\(\PageIndex{8}\) і малюнком\(\PageIndex{9}\) здаються великими, але майте на увазі, що відмінності в умовах навколишнього середовища невеликі. Різниця лише в величині кута підйому.

Малюнок\(\PageIndex{9}\): Відкладення-Штосс сходження - пульсація поперечного розшарування.

Ламінування, що утворюється при русі брижі з позитивним кутом підйому, називається підйомно-пульсаційним поперечним розшаруванням. Приклади з кутом підйому настільки малим, що контакти між множинами є ерозійними (як на малюнку\(\PageIndex{8}\)) можна назвати ерозійно-стосовим підйомно-пульсаційним поперечним розшаруванням, а приклади з кутом підйому досить великим для збереження повного профілю пульсації (як на малюнку\(\PageIndex{9}\)) можна назвати відкладення-штосс сходження пульсації поперечного розшарування.

Ось рекапітуляція деяких важливих моментів у цьому розділі. Поперечне розшарування утворюється ерозією та осадженням, пов'язаним із низкою форм ліжка, оскільки середня висота шару збільшується за рахунок чистого додавання осаду до деякої площі ліжка. Кут підйому брижів залежить від співвідношення швидкості аградації пласта до швидкості руху пульсацій. При високих кутах підйому зберігається весь профіль пульсації, а в родовищі відсутні ерозійні поверхні. При низьких кутах підйому зберігаються тільки нижні частини лісових відкладень, а окремі множини обмежені поверхнями ерозії. Загальний характер такої стратифікації є загальним для рухомих форм ложа всіх розмірів, від дрібних струмових брижів до надзвичайно великих підводних або еолових дюн. Важливі відмінності в геометрії розшарування деталей виникають через відмінності геометрії форми ліжка і того, як вона змінюється з часом.