книги / Структурная геология

Карбонатно-терригенным (рис. 2.13) называется флиш, в составе ритма которого присутствуют слои терригенных и карбонатных пород. Так, ассоциации, при которых в разрезе многократно повторяется ритм, состоящий из следующих слоев: песчаники — алевролиты-глины — известняки, следует называть карбонатно-терригенным флишем.

Рис. 2.13. Карбонатно-терригенный флиш:

А — трехкомпонентный глинисто-карбонатный, Б — двухкомпонентный песчано-карбонатный. 1 — глины; 2 — песчаник; 3 — песчаный известняк; 4 — известняк

Если в разрезе ритма присутствуют только карбонатные породы (снизу вверх): известняки — мергели — известковые глины, то мы имеем дело с карбонатным флишем (рис. 2.14), в данном случае трехкомпонентным. Для четырехкомпонентного флиша в основании ритма могут присутствовать известняковые брекчии.

Рис. 2.14. Карбонатный флиш:

А — двухкомпонентный; Б — трехкомпонентный; В — четырехкомпонентный. 1 — глинистые доломиты; 2 — доломиты; 3 — известняки; 4 — известняковые брекчии

Флиш характерен для складчатых поясов. Он образуется в условиях, когда периодически изменяются режимы осадконакопления. Чаще всего происходит периодическое колебание уровня вод в бассейне осадконакопления, что, в свою очередь, приводит к смене мелководных условий осадконакоплений (образуются гравелиты, песчаники) более глубоководными (образуются алевролиты, глины).

К разновидности упорядоченной слоистости относится градационная слоистость (рис. 2.15), которая обусловлена не относительно быстрыми периодическими изменениями условий осадконакопления, а постепенной направленной сменой условий осадконакопления. В этом случае границы между слагающими ритмами будут постепенными. На рис. 2.15 показана постепенная смена снизу вверх по разрезу конгломератов песчаниками затем глинами.

Рис. 2.15. Градационная слоистость:

1 — глины; 2 — пески; 3 — конгломераты

Косая слоистость. Особенностью косой слоистости является расположение в разрезе отдельных групп слоев под углом друг к другу (рис. 2.16). Такой тип часто встречается в аллювиальных, эоловых, флювиогляциальных отложениях. Косая слоистость вызвана изменениями направления движения водных потоков или, как в случае эоловых отложений, изменением направления перемещения воздушных масс (направлением ветра).

Рис. 2.16. Косая слоистость. Пачки слоев располагаются под углом друг к другу

Косая слоистость флювиогляциальных отложений хорошо проявлена

вводно-ледниковых образованиях района подмосковного г. Домодедово (фото 2.9). Принадлежность отложений к флювиогляциальным доказывается кроме косой слоистости также плохой сортировкой и разной степенью окатанности материала.

Косая слоистость отложений прибрежно-морских равнин проявлена

впесках верхневолжского яруса верхнеюрского отдела в окрестностях подмосковного г. Дзержинский (фото 2.10). Характер данного типа слоистости этих отложений отличается от косой слоистости флювиогляциальных тем, что все слойки падают в одном направлении. Это указывает на постоянное направление движения водной или воздушной среды.

Фото 2.9. Косая слоистость флювиогляциальных отложений в северной стенке Домодедовского карьера стройматериалов

Фото 2.10. Косая слоистость песков верхневолжского подъяруса верхней юры. Стенка карьера в окрестностях г. Дзержинский в Подмосковье

Волнистая слоистость. Она характеризуется синхронными волнообразными изгибами кровли и подошвы слоя. Типична для прибрежно-морских отложений, когда в процессе осадконакопления материал облекает плавные неровности поверхности осадконакопления (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Волнистая слоистость, обусловленная неровной поверхностью бассейна осадконакопления:

1 — породы основания; 2 — пески; 3 — глины; 4 — известняки

Волнистая слоистость также характерна для контуритов, которые накапливаются у подножия континентального склона за счет функционирования морских подводных течений.

Линзовидная слоистость. Представляет собой сочетание линз (рис. 2.18). Данный тип слоистости образуется в прибрежно-морских условиях (зона пляжа), в прирусловых речных отмелях.

Рис. 2.18. Линзовидная слоистость

2.7.2. Генетические типы слоистости

В зависимости от того, какие факторы влияют на изменение условий осадконакопления, выделяют мутационную и миграционную слоистость.

Мутационная слоистость обусловлена изменением поверхностных (экзогенных) условий осадконакопления. В частности, в роли таких факторов, определяющих изменение условий осадконакопления, могут выступать следующие.

1. Изменения климата. В этом случае образуется климатическая слоистость. Это связано с тем, что в разное время года возможно отложение слоев различного состава. Так, весной, во время функционирования мощных водных потоков, переносится и накапливается достаточно грубообломочного материала, а в зимний период, когда вода находится в спокойном состоянии, из нее осаждаются мелкие — глинистые частички. Таким образом, в течение года накапливаются два слоя — один грубообломочный, другой — тонкообломочный. Ярким примером такой слоистости являются озерно-ледниковые отложения, в которых чередуются слои песка и глин. Первые накапливаются в озере в летнее время, вторые — в зимнее (рис. 2.19). Сочетание слоев глин

площади их распространения. Все особенности, обусловленные локальным характером экзогенных факторов, действуют на ограниченной площади и непродолжительное время. Они не имеют глобального влияния.

Причина миграционной слоистости — тектонические движения, которые приводят к трансгрессии (наступлению) или регрессии (отступлению) моря. В результате таких движений изменяется глубина осадконакопления и соответственно условия образования пород, что выражается в образовании слоев разного состава.

Для миграционной слоистости характерны следующие особенности, которые отличают ее от мутационной слоистости: большие мощности слоев (N × 100 м – N × 1000 м); огромные площади распространения слоев (N × × 1000 км2 – N × 10 000 км2).

Закономерности формирования осадочных толщ при миграционной слоистости подчиняются закону Головкинского–Иностранцева (за рубежом этот закон получил название закона Вальтера).

Первое положение закона Головкинского–Иностранцева гласит о том, что в бассейне осадконакопления наблюдается закономерное изменение состава осадочных горных пород по мере удаления от береговой линии.

Втечение определенного времени вблизи от береговой линии накапливаются грубообломочные породы (галечники, гравелиты), с удалением от нее происходит их смена песками, алевритами и наконец глинами (рис. 2.24).

Врезультате образуется стратиграфический горизонт, под которым понимают ассоциацию горных пород различного состава, сформировавшуюся одновременно в едином бассейне осадконакопления.

Рис. 2.24. Зависимость состава осадков от удаленности области осадконакопления от береговой линии:

1 — конгломераты; 2 — пески; 3 — глины; 4 — границы между фациями (разными по составу осадками)

Стратиграфический горизонт делится на составные части — литофации. Литофация — это часть стратиграфического горизонта, имеющая одинаковый состав и сформировавшаяся в определенных физико-химических условиях. Например, конгломераты у береговой линии — это одна литофация, а глины на удалении от береговой линии — другая (см. рис. 2.24). Переходы между ними постепенные.

Второе положение закона Головкинского-Иностранцева гласит о том, что трансгрессии и регрессии моря, связанные с опусканием и подъемом морского дна приводят к образованию слоистости (рис. 2.25). Это связано с тем, что глубина бассейна в конкретной точке меняется, а следовательно, меняется и состав накапливающихся осадков. Изменение же состава осадочного материала приводит к тому, что над существующем слоем начинает формироваться новый слой другого состава.

Рис. 2.25. Образование слоистой толщи:

I — уровень воды в бассейне осадконакопления на момент образования нижнего стратиграфического горизонта; II — уровень воды в бассейне осадконакопления на момент образования среднего стратиграфического горизонта; III — уровень воды в бассейне осадконакопления на момент образования верхнего стратиграфического горизонта. Состав осадков: 1 — конгломераты; 2 — пески; 3 — глины; 4 — границы между фациями (разными осадками внутри слоя)

Поверхность Земли испытывает периодические опускания и поднятия в течение которых море то наступает (трансгрессия), то отступает (регрессия). Возникающие при этом особенности взаимоотношений между слоями получили название трансгрессивного и регрессивного взаимоотношения слоев.

Трансгрессивное взаимоотношение слоистых толщ. При опускании участков поверхности Земли море в их пределах становится глубже, а площади прилегающей к нему сущи превращаются в мелководный морской бассейн. Например, на месте, где раньше была зона приливов и отливов и формировались галечники и крупнозернистые пески дно стало глубже и начали накапливаться среднезернистые и мелкозернистые пески. На галечники через поверхность наслоения отложились грубозернистые пески, т. е. стал образовываться новый слой. С дальнейшим углублением бассейна на данном участке грубозернистые пески сменяются среднезернистыми, затем мелко- и тонкозернистыми и, наконец, формируются глины. Такое взаимоотношение слоистых толщ называется трансгрессивным.

Для трансгрессивного взаимоотношения характерны следующие особенности.

1. Снизу вверх по разрезу идет смена грубозернистых осадков (конгломератов) тонкозернистыми (алевролитами и глинами). На рис. 2.26 А показан разрез по скважине в центральной части толщи с трансгрессивным взаимоотношением слоев.