3. Т

   Длина гребень

   амплитуда, или высота

   

   >/ ^Второстепенный гребень

   Рис. 2.18. Знаки ряби на кровле пластов:

   а,б,в,д,е — асимметричная рябь; г,ж,з,и — симметричная рябь, или рябь коле­бательных движений (в заводях); а — рябь течения с элементами: длиной (Д), высо­той (В) или амплитудой, с длинным (di) или 1\, и коротким {дг или fa) склонами, или крыльями; б — эоловая; в — водно-флювиальная; г — волновая; д — почти симметричная водно-флювиальная с низким (+5) индексом; е — эоловая с высоким (+14) индексом; ж — волновая с низким (+5) индексом; з — волновая с высоким (+14) индексом; и — волновая рябь симметричная с осложняющим мелким гребнем во впадине (из Ф.Дж. Петтиджона, 1981); а~з— из “Справочника по литологии” (1983). Высота ряби В на рис. а не показана.

   а

   екстуры поверхностей слоев — важнейшие генетические и фациальные признаки, которые удобнее и рациональнее рассмотреть по их приуроченности к кровле и подошве пластов — знаконосителей. Хотя они несут некоторые общие текстурные знаки, но большинство знаков резко различно. В подавляющем числе случаев эти различия определя­ются разными породами, вернее осадками-знаконосителями (зернистые

течение

3 ^ТТТТтттггггПГГШТШтгтттггггггг

■ 11 i I i 1111 .«и 111 ii 11 ii

породы) и осадками-матрицами (пелитовые породы). За этими различи­ями стоят разные условия и процессы, формирующие текстуры.

Текстурные знаки кровли и эпиглифы более известны (рис. 2.18) и шире распространены, особенно рябь, или знаки ряби. Обычно их делят на симметричные и асимметричные, хотя деление довольно условно и неравноценно. Симметричная рябь (рис. 2.18, г-и) распространена ма­ло. Она образуется колебательными, волновыми движениями воды, ко­торые обычно имеют одно преимущественное смещение энергии, и в этом направлении рябь скашивается: ее склон становится круче и коро­че. Поэтому один генетический тип — волновая рябь — представлен как симметричной, так и асимметричной рябью. Последняя весьма сходна с мелкой рябью течения (рис. 2.18, a-в). Можно говорить и о крупной ряби течения, генетически связанной с косой слоистостью крупного размера. Вообще почти любая рябь образует и внутреннюю слоистость — волни­стую, косоволнистую и косую разного размера — от сантиметровой (сло­истость мелкой ряби течения) до метровой (слоистость крупной ряби те­чения). Наиболее полную и сжатую сводку по ряби и слоистости дали Г.Э. Рейнек и И.Б. Сингх (1981, с. 17-50).

Рябь характеризуется вертикальным индексом — отношением длины ряби к ее высоте (Д/В, рис. 2.18, а, и) и индексом симметрии (di/dz), т.е. отношением горизонтальной проекции наветренной сто­роны к проекции подветренной стороны, или отношением проекций пологого и крутого склонов ряби. Рябь встречается группами, или сис­темами, в которых гребни ряби параллельны или почти параллельны друг другу и рябь только одного типа. Рябь состоит из гребня и впади­ны. Гребни, определяющие тип ряби, бывают прямолинейными, вол­нистыми, лингоидными (прерывистыми, с загнутыми вперед, по тече­нию, концами, и рябь напоминает барханы), фестончатыми, лунопо­добными и ромбоидными. Последние четыре типа — прерывистая рябь. Рябь течения состоит из косых слойков, падающих в сторону те­чения и называемых часто передовыми, и неясно выделяющегося по­дошвенного слойка, а также наслойка с наветренной стороны. Макси­мальная крутизна передового слойка, видимо, не больше 35°. К подо­шве наклон уменьшается, и косой слоек, как правило, прогнут книзу. Таково же строение и крупной ряби течения и асимметричной ряби волнения, а симметричная рябь несколько отличается: наклоны слоев в обе стороны, т.е. по склонам ряби, так что в вертикальном попереч­ном разрезе текстура становится шевроновой.

Длина симметричной ряби 0,9-200см, высота0,3-23см, индекс 4-13, преимущественно 6-7. Гребни часто острые, чего не бывает в ряби течения. Обычно более крупные зерна обогащают гребни, а наи­более тонкие и тяжелые зерна — впадины. Образуется при скоростях распространения волн 9-90 см/с (см. рис. 2.10). Хотя крупная рябь раз­вивается в более грубозернистых осадках, но она же и наиболее глубоко­водна: на больших глубинах открытого моря (до 100-200 м) длина волн больше, колеблющиеся частицы воды обладают большими орбитальны­ми диаметрами, что и приводит к образованию более крупной ряби. Ин­декс ряби выше в тонкозернистых песках и может быть весьма высоким в зоне прибоя. Часто внутреннее строение симметричной ряби несогласно

с внешней формой, что говорит о присутствии в составе гребней более древней ряби.

У асимметричной ряби волнения много общего с прямолинейной мелкой рябыо течения: подветренный склон круче на­ветренного. Длина ряби 1,5-105 см, высота 0,3-20 см, индекс ряби 5- 16, преимущественно 6-8, индекс асимметрии 1,1-3,8. При достаточ­ном материале во взвешенном состоянии асимметричная рябь волне­ния становится восходящей или формируется в виде синфазных слоев ряби (находящихся в одной фазе с волной), т.е. непрерывной волни­стой слоистости, слойки которой подобны друг другу. Отличия асим­метричной волновой ряби от ряби течения: неровная нижняя граница серии, перекрещивание передовых слойков и их выклинивание и из­менчивое расположение внутренних слойков, а также часто раздваи­вание гребней. Есть и количественные отличия, правда неуниверсаль­ные (Рейнек, Сингх, 1981, с. 31).

Рябь течения практически всегда асимметрична (рис. 2.18, а,в,д). Условно различается мелкая (длиной меньше 60 см, но чаще меньше 30 см, так как рябь с длиной 30-60 см редка, высота до 6 см, индекс ряби 5-10), крупная (длина больше 60 см, до 30 м, высота до 1,5 м, индекс 10- 20) и гигантская (длина больше 30 м, до 1 км, высота до 15 м, индекс ря­би 20-60), обычно одинокая, сложная и комбинированная. Крайний тип прерывистой ряби — ромбоидная рябь— образуется в наиболее мелко­водной (глубина воды 1-2 см, иногда несколько миллиметров) и высоко­динамичной обстановке. Часто она осложняет морские склоны валов и отмелей и формируется на них обратным оттоком воды, что давало право некоторым геологам называть ее знаками оттока. Длина ромбов до 1 м, а высота всего несколько миллиметров (до 1-2 см). При сверхкритических скоростях течения или близких к ним формируются антидюны (см. рис.

10. , названные так потому, что благодаря преддюнному завихрению (снизу вверх и против потока) откладываются косые слойки, наклонен­ные вверх по течению. Дюны в условиях бурного течения находятся в одной фазе с поверхностной волной потока, обычно симметричны, невы­соки (от 1 мм до 45 см), с длиной от 1 см до 6 м, с пологими склонами и гребнями, весьма нестабильны, передвигаются вверх по течению и раз­рушаются, реже — вниз или остаются на месте, недолговечны, находят­ся в условиях постоянной седиментации и переформи^юв^ния^ Сущест­вует продольная (течению) и эрозионная (поперечная т£чётто) рябь.

Ветровая рябь имеет большой индекс (30-70), редко снижающийся до 10-15 (в плохосортированных песках), длину 6-15 см, иногда от 2,5 до 25 см, высоту обычно 0,5-1 см. Индекс ряби связан прямой зависимо­стью со скоростью ветра и обратной — с размером зерен, а степень асим­метрии, которая выше водной ряби, прямо зависит от размера зерен и обратно от скорости ветра. Ветер не создает эрозионную и восходящую рябь. По размеру зерен эоловая рябь грубее перевеваемых песков, осо­бенно это относится к гранулярной, т.е. гравийной ряби (длина 25-230 см, высота 2,5-13 см, индекс 15-20). Последняя наиболее крупнозерни­ста у гребня, где обнаруживается косая слоистость (передовые слои), тогда как обычно у эоловой ряби внутренней текстуры не видно. Скопле­ние гравия и крупного песка на гребнях в основном остаточное, возникаю­

щее за счет выдувания более тонкого материала. В Ливийской пустыне встречена гранулярная рябь длиной волны до 20 м и высотой более 60 см. В плане гранулярная рябь менее правильная, чем обычная эоловая (в песках), становится фестончатой или распадается на барханчики. Раз­вивается чаще в областях, подверженных ветровой эрозии (дефляции).

Рябь практически не образуется на илистом дне, хотя изредка ее можно встретить и в глинах: она здесь, вероятно, эрозионная.

Рябь позволяет определить эоловые, речные и морские обстановки. В морях она сосредоточена преимущественно в мелководной зоне, хотя рябь течения встречается и на дне океана. В речных отложениях широко распространена рябь течения, часто восходящая, и редко встречается рябь волнения, ромбоидальная и антидюны. Так же богат спектр ряби и в приливной (часто со срезанными гребнями) и волновой зонах, только здесь преобладает рябь волнения. Довольно разнообразна рябь в турби- дитах: течениевая мелкая, восходящая, антидюны.

Трещины усыхания — свидетельство осушения, хотя встречаются и под водой, — как трещины синерезиса, отличающиеся от субаэральных непол­ным развитием, меньшими размерами и нечеткой V-образной формой. При осушении трещины V-образные, реже с параллельными стенками, шириной от 1-2 мм до нескольких сантиметров, глубиной до десятков сантиметров, ре­же до метров. Полигоны в диаметре от 0,5-1 м до нескольких сантиметров, причем в крупные часто вписано несколько систем более мелких полигонов. Трещины заполнены щебенкой собственных стенок или в ышена слоенным осадком. При подсыхании отделяется плоская глинистая или карбонатная щебенка, которая может окататься и захорониться. Нередко сочетаются с от­печатками ног птиц и позвоночных, а также с ходами моллюсков, крабов, червей и других беспозвоночных, обильных в приливной зоне.

Мерзлотные клинья, или морозобойные трещины — V-образные, глу­биной, шириной и длиной до нескольких метров, заполненные последую­щим осадком, часто с оттесненными сюда гальками, особенно характерные для высоких холодных широт (Ершов, и др., 1987; Данилов, 1978; и др.).

Отпечатки (глиптоморфозы) кристаллов льда, солей размером до 3-

5. см обычно представлены псевдоморфозами илистого осадка по кубам каменной соли, тонким пластинкам и иголкам льда, кристаллам гипса и т.д. Могут сохраниться в ископаемом состоянии отпечатки ледяных цве­тов и даже оттиски кристаллов снега. Кристаллы солей и льда образуют­ся и в подводных условиях. Наличие соли, естественно, свидетельствует

6. аридном седиментогенезе, а льда — о холодном климате. К глипто- морфозам можно отнести и крупные (до 1 м) кристаллы икаита (по за­ливу Ика в Гренландии) СаСОз ‘бНгО, кристаллизующегося при почти нулевых температурах и легко замещающегося кальцитом или другими карбонатами, вокруг которых нередко образуются обычные карбонатные конкреции. Такие образования известны как генойши, глендониты, на­пример в тиллитах перми Австралии. Эти загадочные образования объ­яснили английский литолог Д. Шерман и др.

Отпечатки капель дождя и града — групповые углубления на песча­ной или илистой поверхности, поэтому они могут быть как на кровле пластов, например на знаках ряби, так и на подошве, но уже как слепки

с углублений на илистом дне. Размер от 0,5 до 2-3 см, а слепки паде­ния града — до 5 см. Форма изометричная, округлая, с ровными или рваными (у града) краями, с возвышающимся бортиком — кольцом. Если капли дождя падают под косым углом, углубление эллипсои­дальное. Как ни парадоксально, следы капель дождя сохраняются не в дождливых странах (сильный дождь их смывает), а там, где они редки и не сильны — в засушливых. Углубления капель воды восп­роизведены экспериментально.

Следы струй и стекания — разветвленная, как крона дерева, систе­ма мелких (миллиметры и сантиметры) углублений на поверхности пес­чаного осадка, морфологически весьма разнообразных (Рейнек, Сингх, 1981, с. 55-65)! В береговой прибойной зоне развиты следы прибоя — гребешки песка при откате волны, следы пены, очень часто отпечатыва­ющейся, пузырчатый песок (за счет захвата воздуха), первичная линей­ность (бороздки в несколько зерен), рябь прилипания (антирябь) и др. — широко распространены в литоральной зоне у уреза воды и позволяют точно определять береговую линию.

Следы волочения — борозды прямолинейные, оставляемые пустыми раковинами или другими предметами, переносимыми волнением и тече­ниями у дна, на котором они оставляли специфический след. Иногда по такому следу определяется род организма, например, по W-образному следу — аммонит с соответствующим килем раковины.

Следы ползания и лежания разнообразны и весьма информативны, так как они, в отличие от раковин, всегда автохтонны и первичны. Они остав­ляются моллюсками, членистоногими, червями, морскими звездами и дру­гими животными. Лучшими специалистами по следам являются западно- германский профессор А. Зейлахер (Seilacher, 1980, 1964 а, б, 1967,1970), а в СССР — Р.Ф. Геккер, О.С. Вялов (1961) и Б.Т. Янин (1983).

Следы зарывания и сверления наиболее широко распространены в приливной зоне и представляют собой вертикальные трубки, часто U-об- разные (вход и выход — у крабов и др.). На поверхности осадка образу­ются холмы, конусы — вулканчики или воронки, иногда отверстия окру­жены шариками песка — копролитами.

Сверления совершают моллюски, мшанки, ежи, водоросли и другие беспозвоночные. Они сверлят твердое дно — элювиальные панцири, гальки, раковины, куски дерева. Часто сверление совершается на протя­жении всей жизни особи, которая, вырастая, остается замурованной в расширяющейся вглубь норке. Сверления и вертикальные зарывания свидетельствуют о мелководной и приливной зонах, а более горизон­тальные зарывания — об относительно глубоководной.

Следы размыва и элювиирования разнообразны и важны, на них давно геология основывала важные выводы о стратиграфическом расчле­нении отложений и естественной периодизации развития региона и от­дельных его частей. Размыв на суше выражен не только перерывом и' уничтожением части разреза, неровной границей, но и значительным воздействием на сохраняющиеся породы агентов внешней среды — их твердением, химическими и минеральными преобразованиями, часто расчленением на блоки и щебень, т.е. разнообразным элювиированием, тип, глубина которого, а также мощность зоны изменения свидетельст-

вуют о длительности экспонирования и перерыва. Сама поверхность пе­рерыва неровная, неровности часто сглажены. Следы размыва и вывет­ривания наблюдаются значительно чаще, чем принято считать, так как перерывы бывают и внутриформационными, например между элемен­тарными циклитами и мезоциклитами, а также и внутрициклитовыми. При этом длительность перерыва и размыва часто превосходит время осадконакопления.

Механические, биологические и физические следы на кровле в дейст₇ вительности более разнообразные, чем перечислено, и они требуют дальнейшего изучения.

Текстурные знаки подошвы, или гипоглифы, распространены не ме­нее широко и имеют практически такое же научное значение, как и эк­зоглифы. Чаще всего это знаки-слепки, т.е. рельефные, выпуклые вали­ки или бугорки на подошве зернистых, обычно песчаных пород — знако- носителей, образующиеся заполнением углублений илистого, реже зер­нистого (песчаного) дна. В соответствии с доминированием двух спосо­бов образования углублений — механического и биологического — раз­личают механоглифы и биоглифы. К первым примыкают знаки внедре­ния, формирующиеся после отложения слоя-знаконосителя.

Механические знаки, или механоглифы, весьма разнообразны, а важнейшие из них представлены слепками борозд размыва, царапин, волочения, ямок падения, ряби и знаками внедрения.

Язычковые валики (рис. 2.19, а-д) — слепки борозд размыва струями придонных течений — вероятно, самые распространенные подошвенные знаки. Для их образования необходимы условия: 1) илистое дно, способное пластично принять возникающее движение у дна, отразить его изменением своей поверхности и сохранить на какое-то время эту “память”, прежде чем она будет запечатана осадком, способным слепить эту поверхность как отпечаток; для этого илистое дно должно “знать меру”: оно не должно быть слиш­ком текучим, иначе возникающие углубления быстро заплывут, и очень твердым, ибо на нем довольно слабое течение не в силах про­рыть овражки (это “знание” меры илистым дном); таким образом, требуется перерыв в осадконакоплении, измеряемый годами для карбонатных осадков и многими десятилетиями — для глинистых; 2) умеренное по силе или скорости течение, способное прорыть в илистом дне овражки, которые, как всякие рытвины, растут своими вершинами вверх, т.е. против порождающего их течения; но это те­чение не должно быть настолько сильным, чтобы смыть весь или­стый осадок (“знание” меры течением); 3) наличие зернистого ма­териала — песка — для заполнения рытвинок и тем самым для об­разования их слепков; этот материал обычно приносит то же самое течение, которое размывает дно в виде параллельных рытвинок; так что размыв и заполнение часто идут почти одновременно. Луч­шим механизмом образования язычковых валиков — взвешенные у дна турбидитные потоки на среднем отрезке их пути.

Валики своими острыми концами направлены против течения, что дает возможность восстановить направление течения, палеогеографиче- скумгдастановку, положение области сноса обломочного материала.

l2“j

ШШ

SS

м

Рис. 2.19. Подошвенные рельефные знаки механического (а-и) и биологического (к-м) происхождения:

а~в — последовательные стадии образования язычковых валиков-слепков бо­розд размыва струями течений (их направление показано стрелками): размыв ров­ного полусвязного илистого дна (а), засыпание борозд размыва — овражков песком, приносимым этим течением (б), и дальнейшее оазвитие процесса (в), когда размы­ваются и песчаные выполнения борозд и желобков; г — язычковые валики в попе­речном вертикальном разрезе и в плане; д — те же валики, осложненные внедрением песчаных валиков в илистое дно, и выжимание клиновидных глинистых клиньев вверх, в песчаный слой с тенденцией расчленения его на будины; е — вали­ки обоюдоострые; ж — шевроновый валик — слепок следа волочения предмета по дну; з — колобки — оторвавшиеся от пласта и утонувшие в жидком иле песчаные выполнения борозд размыва типа рис. ^ид”; и — округлый одиночный валик с коль­цевым углублением (профиль и план) — след падения предмета; к — следы пребы­вания на дне животных неизвестного класса (/), медузы (2) и морской звезды (3);л

• след ползания гастроподы и червя; м — палеодикцион (вертикальный разрез пласта песчаника и план) - след илоеда

Обоюдоострые валики — слепки царапин на илистом дне твердыми предметами: раковинами, обломками древесины, литокластами, галька­ми, телами рыб и других животных, кусками льда и т.д. (рис. 2.19, ё). Размер и форма следа определяются этими предметами и часто весьма характерны, что позволяет определять даже род организма. Вместе с тем они свидетельствуют и о гидродинамике у дна.

Шевроновые валики состоят из центрального осевого и косо подходя­щих к нему оперяющих валиков. Острый угол между ними показывает направление волочения твердых предметов по илистому дну придонны­ми течениями (рис. 2.19, ж). К этим слепкам примыкают сходные слож­ные и более короткие валики — следы косого к дну падения предметов, а также серии более изометричных бугров — слепков углублений от па­дающего предмета, испытывавшего прыжки при рикошетном отскакива­нии и несколько приземлений. Одиночные бугры разных размеров чаще всего оставляют сидящие, лежащие, отдыхающие животные на дне мо­рей и илистых осушках побережий и озер.

Рябь на подошве редка, так как на илистом дне она почти никогда не встречается. Но когда рябь кровли лишь чуть присыпана глинистым или известковым осадком, то осадок повторяет эту рябь, и поэтому новый песчаный нанос отпечатывает своей подошвой такую рябь. Она бывает симметричной и асимметричной, рябью волнения и рябью течения.

Знаки внедрения (рис. 2.19, д, з) образуются при выжимании пластич­ной глины под массой вышенаслоенного песка, продавливающего илистый осадок в желобах, где слой песка хоть немного, но толще. Неровности рель­ефа подошвы медленно или быстро усиливаются, диапир (клин) глины под­нимается все выше и нередко полностью разрывает песчаный слой, превра­щая его в сингенетичные будины. Седиментологически неграмотные геоло­ги принимают их за тектонические, хотя нет зеркал скольжения и других признаков деформации в твердом состоянии. Отличить знаки внедрения на ранней стадии можно по нависанию песчаных валов над глинистым диапи- ром, если пласт перевернуть подошвой вверх, так как почти всегда при внедрении глинистого пластичного диапира в рыхлый песок происходит смещение песчаного слоя по глинистой смазке вниз по уклону дна. При большей пластичности глины песчаные валики нередко отрываются, закру­чиваются и тонут в глине, как гальки-рулеты (рис. 2.19, з).

Наряду с глинистыми развиваются и песчаные нептунические дайки, выжимающиеся как плывуны.

Биологические знаки, или биоглифы, разнообразны, многочисленны и часто сходны с биоглифами на кровле песчаных слоев (рис. 2.19, к-м): извилистые валики диаметром от 3-4 мм до 5-10 см, оставляемые дву- створками, гастроподами, червями и другими беспозвоночными; бугры

• входы и выходы зарывающихся крабов, раков, креветок, двустворок и других, а также одиночные бугры — следы лежания, отдыха и падения трупов, размером от 3-5 мм до 20-30 см и больше, нередко характерные по форме — пятиконечные звезды и др.; слепки ног птиц, рептилий, млекопитающих и других животных. В музее Берлинского университета хранится плита пермского песчаника с трещинами высыхания и слепка­ми ног парейозавров, а во Львовском университете — отпечатки парно­копытных и других животных кайнозоя. Нередки слепки лап и хвоста 118 крокодилов и других пресмыкающихся, а в четвертичном периоде к ним прибавляются слепки ног медведей, мамонтов и людей.