В геологии , косая слоистость , также известная как перекрестная стратификация , представляет собой слоистость внутри пласта и под углом к основной плоскости напластования. Осадочные структуры , которые получаются, представляют собой приблизительно горизонтальные единицы, состоящие из наклонных слоев. Первоначальная осадочная слоистость наклонена, такой наклон не является результатом пост-седиментационной деформации . Косые слои или «наборы» представляют собой группы наклонных слоев, которые известны как перекрестные слои.
Перекрестная слоистость формируется во время осадконакопления на наклонных поверхностях таких ложбин, как рябь и дюны ; это указывает на то, что среда осадконакопления содержала текущую среду (обычно воду или ветер). Примерами таких ложбин являются рябь, дюны, антидюны, песчаные волны , торосы , бары и склоны дельт . [1] Окружающие среды, в которых движение воды достаточно быстрое и достаточно глубокое для образования крупномасштабных ложбин, делятся на три естественные группы: реки, прибрежные и морские условия с преобладанием приливов. [2]
Поперечные слои могут многое рассказать геологам о том, как выглядела территория в древние времена. Направление падения слоев указывает на палеоток , приблизительное направление переноса осадков. Тип и состояние осадков могут рассказать геологам о типе среды (округление, сортировка, состав...). Изучение современных аналогов позволяет геологам делать выводы о древних средах. Палеоток можно определить, увидев поперечное сечение набора поперечных слоев. Однако, чтобы получить верные показания, ось слоев должна быть видна. Также трудно отличить поперечные слои дюны от поперечных слоев антидюны . (Дюны падают вниз по течению, а антидюны падают вверх по течению.) [1]
Направление движения косых слоев может показывать древние направления потоков или ветров (называемые палеотеками). Форсеты отлагаются под углом естественного откоса (~34 градуса от горизонтали), поэтому геологи могут измерить направление падения косых слоев осадков и рассчитать направление палеотека. Однако большинство косых слоев не являются табличными, они представляют собой желоба [ требуется ссылка ] . Поскольку желоба могут давать 180-градусное изменение падения форсетов, ложные палеотеки могут быть получены путем слепого измерения форсетов. В этом случае истинное направление палеотека определяется осью желоба. Направление палеотека важно для реконструкции прошлого климата и дренажных систем: песчаные дюны сохраняют преобладающие направления ветров, а рябь течения показывает направление движения рек.
Перекрестная слоистость образуется в результате миграции вниз по течению таких пластов, как рябь или дюны [3] в текущей жидкости. Поток жидкости заставляет песчинки сальто подниматься по струе (вверх по течению) пласта и собираться на вершине до тех пор, пока не будет достигнут угол естественного откоса. В этот момент гребень зернистого материала становится слишком большим и будет преодолен силой движущейся воды, падая вниз по подветренной (вниз по течению) стороне дюны. Повторные лавины в конечном итоге сформируют осадочную структуру, известную как перекрёстная слоистость, со структурой, падающей в направлении палеотечения.
Осадок, который затем образует перекрестную стратификацию, обычно сортируется до и во время осаждения на «подветренной» стороне дюны, что позволяет распознавать перекрестные слои в горных породах и осадочных отложениях. [4]
Угол и направление косых слоев обычно довольно постоянны. Отдельные косые слои могут иметь толщину от нескольких десятков сантиметров до сотен футов и более в зависимости от условий осадконакопления и размера формы слоя. [5] Косая слоистость может образовываться в любой среде, в которой жидкость течет по слою с подвижным материалом. Она наиболее распространена в речных отложениях (состоящих из песка и гравия), приливных зонах и в эоловых дюнах.
Косослойные отложения распознаются в полевых условиях по многочисленным слоям " форсетов ", которые представляют собой ряд слоев, образующихся на нисходящей или подветренной стороне ложа (ряби или дюны). Эти форсеты индивидуально дифференцируются из-за мелкомасштабного разделения между слоями материала разных размеров и плотностей.
Косую слоистость можно также распознать по разрывам в рядах ряби, где ранее существовавшие речные отложения размываются более поздним паводком, а на размытой территории откладываются новые русловые формы.
Косая слоистость может быть подразделена в соответствии с геометрией наборов и поперечных слоев на подкатегории. Наиболее часто описываемые типы - это таблитчатая косая слоистость и мульдовая косая слоистость. Таблитчатая косая слоистость или плоская слоистость состоит из косослойных единиц, которые являются обширными горизонтально относительно мощности набора и которые имеют по существу плоские ограничивающие поверхности. [3] С другой стороны, мульдовая косая слоистость состоит из косослойных единиц, в которых ограничивающие поверхности изогнуты и, следовательно, ограничены в горизонтальной протяженности. [3]
Плоские (плоские) косые слои состоят из косослойных единиц, которые имеют большую горизонтальную протяженность относительно установленной толщины и которые имеют по существу плоские ограничивающие поверхности. Передние пластины плоских косых слоев изогнуты так, чтобы стать касательными к базальной поверхности. [3]
Табулированная косая слоистость формируется в основном за счет миграции крупномасштабных, прямолинейных гребней ряби и дюн. Она образуется во время режимов пониженного потока. Отдельные слои имеют толщину от нескольких десятков сантиметров до метра и более, но наблюдалась толщина слоя до 10 сантиметров. [6] Когда высота набора составляет менее 6 сантиметров, а слои перекрестной напластования имеют толщину всего несколько миллиметров, используется термин перекрестная слоистость, а не косая слоистость. Наборы косых слоев обычно встречаются в зернистых отложениях, особенно песчанике , и указывают на то, что осадки отлагались в виде ряби или дюн, которые продвигались из-за течения воды или воздуха. [7]
Поперечные слои представляют собой слои осадка, наклоненные относительно основания и верхней части слоя, с которым они связаны. Поперечные слои могут многое рассказать современным геологам о древних средах, таких как среда осадконакопления, направление переноса осадков (палеоток) и даже условия окружающей среды во время осаждения. Обычно единицы в горной породе называются слоями, в то время как составляющие слои, составляющие слой, называются пластинками, если их толщина составляет менее 1 см, и пластами, если их толщина превышает 1 см. [1] Поперечные слои наклонены относительно основания или верхней части окружающих слоев. В отличие от наклонных слоев, поперечные слои отлагаются под углом, а не горизонтально и впоследствии деформируются. [8] Поперечные слои желоба имеют нижние поверхности, которые изогнуты или имеют форму совка и усекают нижележащие слои. Передовые слои также изогнуты и соединяются по касательной с нижней поверхностью. Они связаны с миграцией песчаных дюн. [9]
Форма зерен, сортировка и состав осадка могут предоставить дополнительную информацию об истории косых слоев. Округлость зерен, ограниченное изменение размера зерен и высокое содержание кварца обычно приписываются более длительной истории выветривания и переноса осадка. Например: хорошо окатанный и хорошо отсортированный песок, который в основном состоит из кварцевых зерен, обычно встречается в пляжной среде, вдали от источника осадка. Плохо отсортированный и угловатый осадок, который состоит из разнообразных минералов, чаще встречается в реках, вблизи источника осадка. [8] Однако более старые осадочные отложения часто подвергаются эрозии и повторной мобилизации. Таким образом, река может вполне размыть более старую формацию хорошо окатанных, хорошо отсортированных пляжных песков почти из чистого кварца.
Потоки характеризуются климатом (снег, дождь и таяние льда) и градиентом. Изменения расхода, измеренные в различных временных масштабах, могут изменить глубину и скорость воды. Некоторые реки могут характеризоваться предсказуемым сезонно контролируемым гидрографом (отражающим таяние снега или сезон дождей). Другие преобладают в длительных изменениях, характерных для стока альпийских ледников или случайных штормовых событий, которые вызывают резкий сброс. Немногие реки имеют долгосрочную историю устойчивого потока в записи горных пород. [2]
Формы русла являются относительно динамичными телами хранения осадка с коротким временем отклика по сравнению с крупными изменениями характеристик потока. Формы русла большого масштаба являются периодическими и встречаются в русле (масштабируются по глубине). Их присутствие и морфологическая изменчивость связаны с силой потока, выраженной как средняя скорость или касательное напряжение . [2]
В речной среде вода в ручье теряет энергию и способность переносить осадок. Осадок «выпадает» из воды и откладывается вдоль мыса. Со временем река может пересохнуть или отколоться, а мыс может сохраниться в виде косой слоистости.
К средам, в которых преобладают приливы, относятся:
В целом, чем больше приливный диапазон, тем больше максимальная сила потока. [2] Перекрестная стратификация в районах с преобладанием приливов может привести к образованию елочной поперечной стратификации .
Хотя направление потока регулярно меняется на противоположное, модели потока приливов и отливов обычно не совпадают. Следовательно, вода и перенос осадка могут следовать окольным путем в эстуарий и из него. Это приводит к пространственно разнообразным системам, где некоторые части эстуария находятся под влиянием наводнений, а другие — под влиянием отливов. Временная и пространственная изменчивость потока и переноса осадка в сочетании с регулярными колебаниями уровня воды создает разнообразие морфологии ложа. [2]
Крупномасштабные формы ложа встречаются на мелководных, терригенных или карбонатных обломочных континентальных шельфах и эпиконтинентальных платформах, которые подвержены влиянию сильных геострофических течений , случайных штормовых нагонов и/или приливных течений. [2]
В эоловой среде поперечные слои часто демонстрируют обратную градацию из-за их осаждения потоками зерна . Ветры разносят осадок по земле, пока он не начнет накапливаться. Сторона, на которой происходит накопление, называется наветренной стороной. По мере того, как он продолжает накапливаться, часть осадка падает через край. Эта сторона называется подветренной стороной . Потоки зерна возникают, когда наветренная сторона накапливает слишком много осадка, достигается угол естественного откоса, и осадок падает вниз. По мере того, как больше осадка скапливается сверху, вес заставляет нижележащие осадки цементироваться и образовывать поперечные слои. [8]
