49. Слой и слоистость. Взаимоотношение слоистых толщ. Трансгрессивное и регрессивное залегание отложений, их образование и выражение в геологическом разрезе.

Слой и слоистость. Осадки и образующиеся при их диагенезе осадочные породы накапливаются в понижениях рельефа (на дне океанов и морей, озёр, в речных длинах, межгорных депрессиях и пр.) и, как правило, первоначально обладают горизонтальным залеганием. Образуемые ими уплощенные геологические тела называют слоями.

Слой – это уплощенное геологическое тело относительно однородное по составу и строению, ограниченное приблизительно параллельными поверхностями раздела.

Верхняя граница слоя называется кровлей, нижняя - подошвой.

Расстояние между кровлей и подошвой слоя определяет мощность данного слоя. Различают два вида мощности:истинную мощность - кратчайшее расстояние между кровлей и подошвой пласта (по перпендикуляру) и видимую мощность - любое другое (не кратчайшее) расстояние между подошвой и кровлей.

Чередование слоёв определяет слоистое строение толщ осадочных пород. Группы слоёв, обладающие некоторой общностью признаков, отличающих их от смежных по разрезу слоёв (или групп слоёв) объединяют в пачки. Такая общность может быть связана с особенностью строения (повторяющееся на некоторой мощности разреза переслаивание двух или более разновидностей пород), отличием в литологическом составе (обогащённость минеральными компонентами, ожелезнение и пр.) или другими признаками, визуально выделяющими группу слоёв из общей мощности толщи..

Внутри слоёв нередко отмечается тонкое строение,   выражающееся в чередовании частых тонких слойков (толщиной от долей мм до 1-2 см), различающихся по структуре составляющих породу компонентов, их минеральному составу или примесям. Такой элемент внутреннего строения слоёв называют слоистость  (или слойчатость).

Форма слоистости отражает характер движения среды, в которой происходит накопление осадка.

Выделяют четыре основных типа слоистости: параллельную (горизонтальную), волнистую, косую, линзовидную. Параллельная слоистость, когда поверхности наслоения параллельны, свидетельствует об относительной неподвижной среде, в которой накапливался осадок. Такие условия возникают в озёрах или морских бассейнах ниже уровня действия волн и течений. Волнистая слоистость имеет волнисто-изогнутые поверхности наслоения. Она формируется при движениях, имеющих периодическую смену в одном направлении, например при отливах, приливах, прибрежных волнениях в мелководных зонах моря. Линзовидная слоистость образуется при быстром и изменчивом движении водной или воздушной среды, например в речных потоках или приливно-отливной полосе моря. Она характеризуется разнообразием форм и изменчивостью мощности отдельных слоёв. Часто происходит выклинивание слоя, что приводит к его разобщению на отдельные части или линзы. Генетически тесно связана с волнистой. Косой слоистостью называют слоистость с прямолинейными и криволинейными поверхностями наслоения и с различными углами мелкой слоистости внутри слоя. Она образуется при движении среды в одном направлении, например реки, потока, морского течения или движения воздуха. В речных потоках косая слоистость имеет общий наклон в сторону движения воды. Дельтовая разновидность косой слоистости более крупная и отличается плавным причленением косых слоёчков к подошве слоя, а у кровли косые слоёчки исчезают, и появляется более грубый материал. Косая слоистость морских отложений характеризуется также более крупными размерами и сравнительно небольшим наклоном. На мелководье образуется очень тонкая, переплетающаяся косая слоистость, ориентированная в различных направлениях.

Т ипы слоистости: I - волнистая (вверху - линзовидная), II - горизонтальная, III - косая

Информация об условия накопления исходного осадка отражается и в текстурных особенностях поверхности напластовая слоёв. К числу таких особенностей относятся: ископаемые знаки ряби, первичные трещины усыхания, следы жизнедеятельности организмов, отпечатки дождевых капель, кристаллов льда и др.

Первичное и нарушенное залегание слоёв

Большая часть осадков образуется в морских или континентальных водоёмах или на прибрежных равнинах. Залегание осадков при этом практически горизонтальное (угол наклона не более 1o). Такое залегание называют первичным. Первичное залегание с более крутым залеганием пород, достигающем 3-4o, а иногда 10o может возникнуть на склонах наземных и подводных возвышенностей, каньонов, уступов. Первичное залегание осадочных пород сохраняется сравнительно редко и нарушается последующими тектоническими движениями, что приводит к их наклонному залеганию, образованию складчатых и разрывных нарушений.

Слои могут иметь согласное и несогласное залегание по отношению друг к другу. В случае согласногозалегания каждый вышележащий слой, без каких либо следов перерыва в накоплении о садков налегает на нижележащие породы. Несогласное залегание образуется тогда, когда между вышележащим и подстилающим слоями отмечается перерыв в осадконакоплении и стратиграфическая последовательность нарушена. Несогласное залегание может быть параллельным, когда пласты, несмотря на перерыв в отложении осадка, сохраняют параллельное залегание и угловым, когда одна толща лежит с перерывом по отношению к другой под определённым углом. Например, когда на смятом в складки пласте известняка горизонтально залегает слой песчаника. Выявление стратиграфических несогласий является одной из наиболее важных задач геологического картирования и проводится с использованием следующих признаков:

характерное строение поверхности несогласия, имеющей неровности, вымоины, уступы;

угловое несогласие между слоями разного возраста;

резкий возрастной разрыв между фауной в выше- и нижележащих слоёв;

резкое различие в степени метаморфизма двух соприкасающихся слоёв;

присутствие базального конгломерата в основании несогласно залегающей серии пород;

резкий переход от морских к континентальным отложениям и наоборот;

следы выветривания на поверхности несогласия.

Пликативные дислокации горных пород

В результате действия пластических деформаций горных пород возникает нарушенное залегание слоёв земной коры без видимого разрыва их сплошности. Такие формы нарушений называют пликативными дислокациями. К ним относится образование моноклиналей, складок и флексур.

Моноклинальное залегание образуется тогда, когда горизонтально залегающие породы в результате тектонических движений приобрели наклон под одним углом на значительном пространстве. Моноклиналь это наиболее простая форма пликативных дислокаций, широко проявлена в чехлах молодых и древних платформ. Существуют слабонаклонные (до 15o), пологие (16-30o), крутые (30-75o), поставленные на голову (80-90o) моноклинали.

Совокупность (или ряд) слоёв (пластов), налегающих один на другой и подстилающих друг друга на сравнительно небольшом участке и объединяющихся по возрасту, происхождению или сходству петрографического или литологического состава, называется толщей, свитой или серией. В геологии этими терминами пользуются для обозначения местных (региональных) стратиграфических подразделений.

При анализе слоистых толщ важным признаком является последовательность напластования и фациальные соотношения слагающих слои пород. По характеру последовательности напластования разнофациальных осадочных пород можно выделить четыре типа залегания:трансгрессивное, ингрессивное, регрессивное и миграционное.

Трансгрессивное залегание является наиболее распространённым (рис. 1.24). Оно характеризуется последовательной сменой (снизу вверх по разрезу) грубозернистых пород (псефитов, псаммитов) тонкозернистыми (пелитами), либо континентальных озёрных и прибрежных мелководных глубоководными породами. Образуется в результате трансгрессии моря на фоне медленного повышения уровня моря или опускания и, затем, относительно быстрого поднятия дна бассейна осадконакопления. При трансгрессии происходит расширение области осадконакопления, поэтому более древние слои всегда занимают меньшие площади, чем более молодые слои.

Ингрессивное залегание нередко рассматривается как начальная стадия или как частный случай трансгрессивного типа залегания. Образуется в результате затопления морем низменных участков суши и долин рек, превращая их в эстуарии. При этом аллювиальные отложения могут быть «вложены» в морские, а морские отложения, подобно аллювиальным отложениям, оказываются «вложенными» в эрозионную речную долину и образуют на её склонах контакты прилегания или прислонения (рис. 1.6).

Регрессивное залегание характеризуется закономерным изменением фаций снизу вверх – от глубоководных фаций к мелководным фациям (рис. 1.24). Регрессивно залегающие толщи формируются после быстрого опускания при последующем медленном поднятии дна бассейна. При регрессии происходит постепенное сокращение площади осадконакопления, и регрессивно залегающие толщи сохраняются в разрезах хуже, чем трансгрессивные, так как при отступлении моря происходит размыв осадков.

В разрезах осадочных толщ довольно часто встречаются сложные сочетания трансгрессивных и регрессивных типов залегания. Детальный анализ фаций таких разрезов позволяет восстановить динамику и кинематику вертикальных движений, и геологическую историю развития изучаемого участка земной коры.

Регрессивное залегание (геологическое), залегание слоев осадочных пород, образующееся в обстановке регрессии моря. Характеризуется сменой в разрезах (снизу вверх) тонких обломочных пород (глин) всё более крупнозернистыми породами (алевритами, песками, галечниками) и уменьшением площади, занимаемой породами морского происхождения. Характер залегания слоев используется для восстановления геологической истории древних морских бассейнов и истории вертикальных движений земной коры. 

Трансгрессивное залегание (геологическое), залегание слоев осадочных горных пород, возникающее в результате наступления — трансгрессии — моря на сушу. При трансгрессии верхние, более молодые, слои распространены шире нижних, ранее отложившихся (так называемых базальных) горизонтов; последние залегают на подстилающих их более древних породах со стратиграфическим перерывом. Наличие такого перерыва указывает, что после отложения пород в пределах данной области более или менее длительное время существовала суша, впоследствии опустившаяся. Наступления моря на сушу сопровождается разрушением — абразией — и выравниванием сё поверхности, на которую горизонтально ложатся осадки трансгрессирующих морских бассейнов. Трансгрессия нередко сочетается с угловым несогласием (см. Залегание горных пород). Выявление трансгрессии играет существенную роль в палеогеографических исследованиях и изучении истории колебательных движений земной коры.