Skolithos (ранее писалось Scolithus или Skolithus [1] ) — это распространенный ископаемый ихноген , который является или изначально был приблизительно вертикальной цилиндрической норой с отчетливой выстилкой. Он был создан по всему миру различными организмами, в основном в мелководных морских условиях, и выглядит как линейные особенности в осадочных породах. [2]
Skolithos имеет возраст от раннего кембрия [2] до настоящего времени [3] [4] и встречается по всему миру. Они встречаются в отложениях и осадочных породах , в первую очередь в песках и песчаниках . Они, как правило, имеют морское происхождение [5] и обычно связаны с высокоэнергетическими средами вблизи береговой линии. [2] Они также были зарегистрированы в пресноводных озерных условиях [6] , но редко описывались в карбонатных породах [7] . Вертикальные Skolithos также могут встречаться в аллювиальных отложениях, таких как отложения переплетенных рек, где периодическое колебание воды является важным фактором в формировании этой структуры. [8] Это периодическое колебание воды соответствует приливной активности в мелководных морских средах, но также происходит в течение более длительных промежутков времени в аллювиальных отложениях [8] .
Ихноген Skolithos был впервые описан как подрод предполагаемых морских водорослей Fucoides в 1840 году Сэмюэлем Стехманом Холдеманом , известным натуралистом из Пенсильвании в начале 19 века, который назвал эту структуру «самой старой окаменелостью в штате». [9] Он назвал ископаемый след Skolithos , что означает «червеобразный камень», что указывает на его морфологическое сходство с червем. [9] Джеймс Холл опубликовал первые иллюстрации открытия Холдемана в своем журнале Paleontology of New York Volume I (1847), изменив название на Scolithus . [9] 1943 год ознаменовал возрождение исследований Холдемана, поскольку Бенджамин Хауэлл сообщил о наличии ископаемого следа в формации Хардистон в Пенсильвании. [9] Хауэлл восстановил название Skolithos в соответствии с Международным кодексом зоологической номенклатуры . В 1960-х годах структурные геологи открыли возможность использования следовых ископаемых в качестве маркера деформации, с помощью которого можно регистрировать вращение и деформацию в сильно деформированных породах. [9] Это привело к серии экспериментов, которые продолжаются до современных анализов, чтобы определить степень свойств маркировки деформации Skolithos . Skolithos linearis , найденный в районе Голубого хребта , является старейшим известным следовым ископаемым в Вирджинии . [10] Trypanites внешне похож по форме, но представляет собой сверло, вырытое в твердых субстратах, и не имеет диагностической подкладки Skolithos .
Структура ископаемого следа цилиндрическая и вытянутая по форме, обычно под перпендикулярным углом к поверхности, где он был отложен. Они могут достигать длины до около 35 см (14 дюймов) [6] и диаметра до около 5 см (2,0 дюйма). [6] Вертикальные норы состоят из той же минералогии, что и окружающая их матрица, что позволяет им деформироваться однородно с материнской породой. Изменения в наблюдаемых структурах Skolithos включают кривизну норы, угол к плоскости отложения и размер отверстия окаменелости. [11] Воронкообразные отверстия Skolithos отражают привычки фильтрования и питания суспензией роющих родов. Высокая интенсивность биотурбации этих организмов указывает на мелководную палеосреду, в которой норы Skolithos образовались вскоре после отложения слоя. [11]
Недеформированные структуры Skolithos перпендикулярны плоскости ложа. [11] В зонах, где тектоническая деформация интенсивна, таких как зоны надвига, деформированная нора Skolithos может быть использована для оценки локальной деформации в регионе. [11] Этот метод выполняется путем сравнения угла между образцом и поверхностью напластования с исходным геометрическим соотношением 90 o . Поскольку след ископаемого имеет схожие свойства материала с окружающей матрицей, предполагается, что они деформируются по тому же механизму. [11] Этот метод может применяться в областях, где другие маркеры деформации могли быть разрушены тектонической активностью или катакластическим потоком. [11]
Удельную деформацию ɛ можно также определить с использованием удлинения конструкции:
где
• ɛ — удельная деформация, вызванная удлинением
• l — деформированная длина конструкции
• l o — начальная длина конструкции
Длина и ориентация структуры могут зависеть от направленного поведения роющего организма, поэтому наблюдение за шириной норы может обеспечить более точную оценку деформации. [12]
Знаменитая «Pipe Rock» на северо-западе Шотландии является хорошо известным примером Skolithos . «Трубы», давшие название породе, представляют собой плотно упакованные прямые трубки Skolithos , которые, предположительно, были сделаны червеобразным организмом. [13] Pipe Rock можно найти в районе Stack of Glencoul под надвиговым поясом Moine , Шотландия. [14] Эта область, которая имеет историю активности надвиговых сбросов , представляет собой сильно деформированную милонитовую зону с кварцитовым протолитом , где многие структурные геологи использовали микроструктуры, такие как бурения Skolithos , в сочетании с другими маркерами деформации, такими как перекристаллизация кварцевых жил , чтобы приблизительно оценить деформацию в регионе. [14] Используя трехмерный анализ маркеров деформации, геологи сделали вывод о уплощении региона параллельно направлению надвига, растяжении вдоль вертикального направления деформации и сокращении перпендикулярно слоистости литологии . [14] История деформации милонитового пояса, которая характеризуется большим перемещением сбросовых разломов, может быть выведена из кажущегося вращения по часовой стрелке этих структур. Предполагая простой сдвиг, смещение на запад 800-метровой толщины милонитов Moine Thurst в Лох-Эриболле , где средняя деформация сдвига, определенная с использованием следовых ископаемых, составляет приблизительно 10, было рассчитано как около 8 км. [11]
Предположения относительно недеформированной норы и ее геометрического соотношения не могут быть определены напрямую, а только оценены. [15] Хотя для нор Skolithos характерно формирование нормали к плоскости осадконакопления, это не всегда верно, и в этом случае идеальное недеформированное состояние больше не может использоваться в качестве эталонной ориентации. [15] Мелководные осадочные отложения также подвержены повреждениям, вызванным эрозией и тектоническими силами напряжения, которые могут влиять на средние измерения и геометрическую ориентацию. [7] Поскольку реологические свойства между структурой и вмещающей породой обычно очень похожи, наблюдения за окаменелостями проводятся с предположением, что они деформировались однородно, где силы деформации распределены равномерно по всей зоне деформации. [12] Это напрямую противоречит наличию складчатости и различных измерений удлинения окаменелости в разных местах в одной и той же зоне деформации. Механизмы деформации трудно различить с помощью этого маркера деформации, поскольку истончение и уплощение сильно деформированных пород там, где они обнаружены, не обязательно можно отнести к чистому сдвигу, поскольку плоскости могли просто повернуться почти параллельно плоскости сдвига. [15] Поэтому точно определить деформацию вмещающей породы можно только при условии правильного предположения о механизме деформации и исходных измерениях.
