4. Struktury sedymentacyjne.pdf

STRUKTURY SEDYMENTACYJNE

Struktury sedymentacyjne są zjawiskami w skali makroskopowej i ob

serwowane są przede wszystkim w odsłonięciach oraz w odpowiednio

dużych okazach. Widoczne są one w osadzie dzięki lokalnym zmianom

jego cech teksturalnych, a także zmianom składu mineralnego.

Struktury sedymentacyjne są formami przestrzennymi i w wielu

przypadkach górna granica ich wielkości jest trudna do sprecyzowania.

W praktyce o strukturach sedymentacyjnych mówi się wówczas, gdy są

one dostrzegalne w normalnej wielkości odsłonięciach, natomiast w przy

padku pokrewnych genetycznie lecz większych zjawisk stosuje się ra

czej termin „geometria osadu".

W sposób najbardziej ogólny struktury sedymentacyjne dzieli się

na dwie grupy: pierwotne i wtórne. Pierwotne struktury sedymentacyj

ne tworzą się w czasie powstawania osadu lub też później, lecz jeszcze

przed zaawansowaną konsolidacją utworów, w których występują. Struk

tury te powstają dzięki procesom depozycji, erozji lub deformacji, nie

rzadko ze~ sobą współdziałających. Powstawanie struktur pierwotnych

w ziarnowym materiale osadowym zależy wyłącznie lub w znacznym

stopniu od czynników fizycznych. Dlatego też wiele struktur tego same

go typu występuje w osadach o różnym składzie mineralnym. Pierwot

ne struktury sedymentacyjne dostarczają bardzo ważnych przesłanek do

^określania warunków, w jakich zachodziło gromadzenie osadu i na nich

w znacznym stopniu opiera się interpretacja środowiska sedymentacyj

nego. W poznaniu genezy omawianych struktur podstawową rolę ode

grały i odgrywają sedymentologiczne badania osadów współczesnych,

a poważne znaczenie mają także badania eksperymentalne.

Wtórne struktury sedymentacyjne mają zawsze charakter postdepo-

zycyjny i w większości zawdzięczają swe powstanie procesom diagene-

zy; dlatego też struktury należące do tej grupy nazywane są także dia-

120

STRUKTURY SEDYMENTACYJNE

genetycznymi. Ze względu na zakres tej książki, struktury wtórne

pominięte są w tym rozdziale niektóre z nich są jednak omawiane

w rozdz. 7 i 8.

Nazwy poszczególnych struktur sedymentacyjnych mają przeważnie

charakter opisowy i oparte są głównie na kryteriach geometrycznych.

Niektóre struktury, a przede wszystkim ich zespoły określane są także

nazwami o znaczeniu genetycznym. Zarówno w literaturze polskiej jak

i zagranicznej terminologia dotycząca struktur sedymentacyjnych nie

zawsze jest jednoznaczna, istnieje sporo synonimów, a niekiedy te same

nazwy stosowane są do określenia różnych typów struktur.

Systemy klasyfikacji struktur sedymentacyjnych przedstawione

w dotychczasowej literaturze różnią się niejednokrotnie zarówno pod

względem zastosowanych kryteriów podziału, jak i podejściem do zagad

nień nomenklatury (Pettijohn 1957; Pettijohn & Potter 1964; Conybeare

& Crook 1968-. Chabakow 1969). Niekiedy stosuje się podział pierwotnych

struktur na dwie grupy; jedna obejmuje różne rodzaje warstwowania

łącznie z jego deformacjami, druga zaś struktury rozwinięte na powierz

chniach warstw. W niniejszym rozdziale ogólny podział struktur prze

prowadzony jest z genetycznego punktu widzenia. Wzięto przy tym pod

uwagę proces, który głównie przyczynił się do powstania danej struk

tury. Na tej podstawie wydzielone zostały cztery główne grupy struktur

pierwotnych: depozycyjne, erozyjne, deformacyjne i biogeniczne. Po

dział ten musi być jednak traktowany liberalnie, bowiem w powstawaniu

wielu struktur współdziałały ze sobą różne procesy, np. depozycja i ero

zja. Omówienie jednostek warstwowania, które poprzedza szczegółową

część tego rozdziału, ma na celu wyjaśnienie zasad wydzielania tych

jednostek i związanej z tym terminologii.

JEDNOSTKI WARSTWOWANIA

Pojęcia podstawowe

Warstwowanie jest cechą większości utworów osadowych, zarówno luź

nych jak i zlityfikowanych. Polega ono na występowaniu indywidualizu

jących się nagromadzeń osadu — warstw, oddzielonych od siebie grani

cami powstałymi w wyniku procesów sedymentacyjnych. Granice między

warstwami są ostre lub stopniowe (gradacyjne). Wyrażone są one w róż-

ny sposób: przez zmianę składników osadu, jego cech teksturalnych lub

struktur sedymentacyjnych, względnie przez obecność powierzchni nie

ciągłości (np. powierzchni erozyjnej). W przypadku granic gradacyjnych

wyznaczenie ich musi być przeprowadzone arbitralnie. Długość i szero

kość każdej warstwy są zdecydowanie większe od jej miąższości. Nie

które osady są bardzo wyraźnie warstwówane, w innych warstwowanie

zaznacza się słabo, zaś część osadów pozbawiona jest warstwowania. Ist-

JEDNOSTKI

WARSTWOWANIA

niejące w osadach warstwy reprezentują często układy hierarchiczne,

w skład których wchodzą jednostki warstwowania dwóch lub wię

cej rzędów.

Ze względu na zróżnicowanie występujących w przyrodzie warstw,

ustalenie pełnego, konsekwentnego i ściśle zdefiniowanego ich podziału

jest bardzo trudne, a przy tym wydaje się niecelowe, niemniej jednak

podjęto tego rodzaju próby (Campbell 1967). Względy praktyczne prze

mawiają natomiast za stosowaniem możliwie jednoznacznego nazewnic

twa w odniesieniu do pospolicie występujących typów warstw. Poniżej

podane są podstawowe zasady tego nazewnictwa i najważniejsze

z używanych terminów, a, szczegóły zawarte i są w dalszych częściach

rozdziału.

W nazewnictwie dotyczącym występujących w osadach jednostek

warstwowania niezbędne jest stosowanie dwóch rodzajów terminów: cał

kowicie ogólnych i bardziej szczegółowych. Warstwa jest terminem ogól

nym; nie precyzuje on rozmiarów tak określanego nagromadzenia osa

du, składu mineralnego, cech teksturalnych, struktur sedymentacyjnych

i zwięzłości, ani też nie wyklucza występowania w obrębie danej war

stwy mniejszych, podrzędnych warstw. W ogólnym znaczeniu używany

jest też termin warstwowanie, którym określamy zjawisko występowa

nia warstw. Górna powierzchnia każdej warstwy nazywana jest jej stro

pem, a dolna spągiem. Do charakterystyki geometrycznych cech powierz

chni granicznych warstw stosuje się terminy opisowe: płaskie, wklęsłe,

wypukłe, faliste rytmicznie, faliste nierytmicznie, zbieżne itp.

Rycina 4-1.

Schemat jednostek warstwowa

nia: lamina, zestaw lamin, wie-

lozestaw

Do pospolicie używanych terminów o bardziej sprecyzowanym zna

czeniu należą przede wszystkim lamina i ławica. Laminą nazywa się war

stwę o niewielkiej miąższości, rzędu milimetrów lub centymetrów (ryc.

4-1). Do niedawna określano tak jedynie warstwy o miąższości mniejszej

niż 1 cm; ta sztuczna granica okazała się jednak z wielu względów nie-

122

STRUKTURY

SEDYMENTACYJNE

wygodna i obecnie została zarzucona. Laminy obserwowane makrosko

powo przeważnie nie wykazują wewnętrznego warstwowania i w zasa

dzie mogą być uznane za najmniejsze warstwy występujące w osadzie.

Zdarza się jednak, że w obrębie niektórych lamin dopatrzyć się można

obecności jeszcze mniejszych warstewek. Zazwyczaj laminy wystę

pują w grupach; taki rodzaj warstwowania określa się mianem la-

minacji.

Termin ławica używany jest w odniesieniu do grubszych warstw,

które szczególnie wyraźnie indywidualizują się w profilu osadów i za

znaczają się jako stosunkowo duże, główne jednostki warstwowania da

nej sekwencji utworów osadowych (ryc. 4-2). Miąższość ławic jest na

ogół rzędu decymetrów lub metrów, zdarzają się jednak ławice o kilku

centymetrowej zaledwie miąższości. Wiele ławic ma mniej lub bardziej

złożoną budowę i w ich obrębie występują różnego typu mniejsze war

stwy. Dość pospolite są także ławice, które nie wykazują wewnętrznego

warstwowania.

W polskim nazewnictwie geologicznym istnieje tendencja, aby ter

minu ławica używać jedynie w odniesieniu do stosunkowo zwięzłych skał.

Z sedymentologicznego punktu widzenia korzystne jest jednak stosowa

nie tego terminu niezależnie od stopnia lityfikacji osadu.

Spośród terminów o bardziej sprecyzowanym znaczeniu wymienić

trzeba także zestaw lamin i wielozestaw (zob. ryc. 4-1). Są one przede

wszystkim stosowane do jednostek reprezentujących struktury warstwo

wania przekątnego (McKee & Weir 1953). Zestaw lamin (ang. set of la-

minae, laminaset) składa się z grupy sąsiadujących z sobą lamin, które

ułożone są w pewnym porządku geometrycznym, i wspólnie indywidua

lizują się jako jednostka warstwowania wyższego rzędu. W przypadku

lamin przekątnych, zestaw lamin jest podstawową strukturą warstwowa

nia przekątnego. Wielozestawem (ang. coset) nazywana jest warstwa

złożona z dwóch lub więcej zestawów lamin, z których każdy jest tego

JEDNOSTKI

WARSTWOWANIA

samego typu i rzędu wielkości. W ścisłym znaczeniu termin ten stoso

wany jest w tym przypadku, gdy cała grupa takich zestawów ograni

czona jest wyraźnymi powierzchniami nieciągłości i wskutek tego indy

widualizuje się w profilu jako osobna, złożona warstwa; często tego ro

dzaju warstwy zasługują na miano ławic. W znaczeniu bardziej potocz

nym wielozestaw to grupa podobnych zestawów.

Niejednokrotnie przy opisach osadów warstwowanych wymienione

wyżej terminy okazują się niewystarczające. Stosuje się wówczas do

datkowo takie terminy jak: pakiet, zespół lub wiązka warstw (np. lamin

lub ławic), człon laminy lub ławicy itp.

Miąższość i zasięg laterałny warstw

Cechami każdej, warstwy są jej miąższość i zasięg lateralny. Spośród

wielu klasyfikacji miąższości warstw w literaturze sedymentológicznej

częściej używane są podziały zaproponowane przez McKee i Weira

(1953), Ingrama (1954), Grumbta (1969) i Campbella (1967). Ten ostatni

oparty jest w zasadzie na podziale Ingrama, różni się jednak zastoso

waniem oddzielnej skali dla ławic (lub zestawów lamin) i dla lamin.

W tej książce (tab. 4-1) przyjęta jest klasyfikacja Campbella, zmodyfi

kowana nieco w zakresie skali miąższości lamin. Modyfikacja polega na

wprowadzeniu dodatkowo wartości granicznej 0,1 cm, co wydaje się ce

lowe ze względów praktycznych. Od określeń poszczególnych klas miąż

szości urabiane są odpowiednie określenia przymiotnikowe, takie jak

gruboławicowy, cienkoławicowy, grubolaminowy itd.

Tabela 4-1. Skala miąższości ławic i lamin

Według

1967,

częściowo

zmodyfikowana

części

dotyczącej

lamin

Miąższość jednostek warstwowania występujących w danej sek

wencji osadów jest przedmiotem analizy statystycznej przeprowadzanej

w aspekcie sedymentologicznym. Analiza ta dotyczy najczęściej ławic

i polega zwykle na obliczeniu średniej miąższości, dominanty i standar

dowego odchylenia oraz skośności. W wielu badanych seriach osadów

klastycznych rozkład miąższości warstw zbliżony jest do logarytmiczno-

normalnego, z występującą zawsze asymetrią rozkładu w kierunku

Campbella

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: