В геологии градиентный слой — это слой , характеризующийся систематическим изменением размера зерен или обломков снизу вверх. Чаще всего это принимает форму нормальной градации с более грубыми отложениями у основания, которые постепенно переходят в более мелкие. Такое ложе также описывается как поднимающееся вверх . [1] Обычно ступенчатые пласты обычно представляют собой среду осадконакопления , в которой с течением времени уменьшается энергия переноса (скорость потока), но эти пласты также могут образовываться во время быстрых событий осадконакопления. Вероятно, они лучше всего представлены в турбидитовых слоях , где они указывают на внезапное сильное течение, которое сначала откладывает тяжелые, грубые осадки, а затем, по мере ослабления течения, следуют более мелкие. Они также могут образовываться в отложениях наземных рек .
При обратной сортировке или инверсной сортировке слой укрупняется вверх. Этот тип сортировки встречается относительно редко, но характерен для отложений, отложившихся в результате потока зерна и селей . [2] Предпочтительным объяснением обратной сортировки в этих процессах является кинетическое просеивание . [3] Это также наблюдается в эоловых процессах , например, в отложениях пирокластического падения . [4] Эти процессы осаждения являются примерами зернистой конвекции .
Ступенчатая слоистость представляет собой сортировку частиц по размеру и форме обломков на литифицированной горизонтальной плоскости. Этот термин объясняет, как сформировался геологический профиль. Расслоение в боковой плоскости — это физический результат активного осаждения материалов разного размера. Силы плотности и силы тяжести при движении вниз этих материалов в замкнутой системе приводят к разделению оседающего детрита по размеру. Таким образом, более мелкие обломки с более высокой пористостью образуются вверху, а более плотные и менее пористые обломки консолидируются внизу, что называется нормальной сортировкой. (Обратно градиентные слои состоят из крупных обломков вверху и более мелких обломков внизу.) Классность материала подстилки определяется осаждением твердых компонентов по сравнению с вязкостью среды, в которой осаждаются частицы. Принцип исходной горизонтальности Стено объясняет, что слои горных пород формируются горизонтальными слоями в течение неопределенного временного масштаба и глубины. Николас Стено впервые опубликовал свою гипотезу в 1669 году, признав, что окаменелости сохранились в слоях горных пород (пластах). [5]
Для того, чтобы материалы располагались в слоистых слоях, определяющим качеством является периодичность . Должны происходить повторяющиеся события осаждения с изменением осаждения материалов с течением времени. Толщина ступенчатых пластов колеблется от 1 миллиметра до нескольких метров. Не существует установленного срока, в течение которого формируются слои. Однородность размеров и формы материалов внутри гряды должна присутствовать в существующей или ранее горизонтальной плоскости. [6]
Примечание. Вторичные процессы уплотнения, цементации и литификации помогают удерживать слоистый слой на месте. [6]
В условиях эоловых или флюидных отложений , где с течением времени происходит уменьшение энергии переноса, подстилающий материал сортируется более равномерно в соответствии с нормальной шкалой оценок. По мере замедления скорости воды или воздуха мутность уменьшается. Взвешенная нагрузка детрита затем выпадает в осадок . Во время быстрого движения подстилка может быть плохо отсортирована на поверхности отложения и, следовательно, обычно не сортируется из-за быстрого движения материала. В широких каналах с уменьшающимися уклонами медленно текущая вода может переносить большое количество детрита на большую площадь. Таким образом, ступенчатые пласты формируются в точках с пониженными уклонами на обширных территориях с меньшим ограничением потоков энергии. Энергия рассеивается и уменьшается. Мутные осадки выпадают слоями согласованных размеров и форм. [7]
Изменения течений или физических деформаций в окружающей среде можно определить при наблюдении и мониторинге поверхности отложений или литологической последовательности с несогласиями выше или ниже ступенчатого слоя. Обломочные осадочные слои формируются под воздействием сил эрозии, осадконакопления и выветривания. Ступенчатые пласты, образованные обломочными материалами, обычно состоят из песка и глины. После литификации из обломочных отложений образуются сланцы, алевролиты и песчаники. [7]
Биокластические образования имеют органические источники, такие как биохимический кремень, который образуется в результате распада кремнистых морских организмов и диагенеза . Органическое осаждение исходного материала из разлагающегося растительного материала в болотах или болотах также может привести к образованию градуированного комплекса напластований. Эта деятельность через тысячи лет приводит к образованию торфа или угля. Известняк более чем на 95% имеет биогенное происхождение. Он сделан из отложений карбонатных окаменелостей морских организмов. Биоэрозия, вызванная животными, такими как двустворчатые моллюски, креветки и губки, изменяет морской субстрат, приводя к слоистым плоскостям напластования из-за просеивания ими донного материала в поисках пищи. Органические обломочные слои могут превратиться в сланцы и горючие сланцы или находиться под давлением миллионы лет. [8]