В геологии градуированный слой — это слой , характеризующийся систематическим изменением размера зерна или обломка снизу вверх. Чаще всего это принимает форму нормальной градации , с более грубыми осадками у основания, которые градуируются вверх в постепенно более мелкие. Такой слой также описывается как огранка вверх . [1] Обычно градуированные слои, как правило, представляют собой осадочные среды , в которых с течением времени уменьшается энергия переноса (скорость потока), но эти слои также могут образовываться во время быстрых осадочных событий. Они, возможно, лучше всего представлены в турбидитовых слоях , где они указывают на внезапное сильное течение, которое сначала откладывает тяжелые, грубые осадки, а затем более мелкие по мере ослабления течения. Они также могут образовываться в отложениях наземных рек .
При обратном градуировании или обратном градуировании слой грубеет вверх. Этот тип градуирования встречается относительно редко, но характерен для осадков, отложенных потоком зерна и обломков . [2] Предпочтительным объяснением обратного градуирования в этих процессах является кинетическое просеивание . [3] Это также наблюдается в эоловых процессах , таких как пирокластические отложения. [4] Эти процессы осаждения являются примерами гранулярной конвекции .
Градуированная слоистость — это сортировка частиц в соответствии с размером и формой обломков на литифицированной горизонтальной плоскости. Термин является объяснением того, как образовался геологический профиль. Расслоение на боковой плоскости является физическим результатом активного отложения материалов разного размера. Плотность и силы тяжести при нисходящем движении этих материалов в замкнутой системе приводят к разделению оседающего детрита по размеру. Таким образом, более мелкие, высокопористые обломки образуются наверху, а более плотные, менее пористые обломки консолидируются внизу, в том, что называется нормальной сортировкой. (Обратноградуированные слои состоят из крупных обломков наверху, с более мелкими обломками внизу.) Сорта материала подстилки определяются осаждением твердых компонентов по сравнению с вязкостью среды, в которой осаждаются частицы. Принцип изначальной горизонтальности Стено объясняет, что слои горных пород образуются в горизонтальных слоях в течение недоопределенного масштаба времени и глубины. Николас Стено впервые опубликовал свою гипотезу в 1669 году, после того как признал, что окаменелости сохраняются в слоях горных пород (стратах). [5]
Для того, чтобы материалы оседали в стратифицированных слоях, определяющим качеством является периодичность . Должны быть повторяющиеся события осадконакопления с изменениями в осаждении материалов с течением времени. Толщина градуированных слоев варьируется от 1 миллиметра до нескольких метров. Не существует установленного временного предела, в течение которого формируются слои. Однородность размера и формы материалов в пределах формы слоя должна присутствовать на текущей или ранее горизонтальной плоскости. [6]
Примечание: вторичные процессы уплотнения, цементации и литификации помогают удерживать слоистую толщу на месте. [6]
В эоловых или жидких осадочных средах, где со временем происходит уменьшение энергии переноса, подстилающий материал сортируется более равномерно в соответствии с обычной шкалой градации. По мере замедления воды или воздуха мутность уменьшается. Затем взвешенная нагрузка детрита осаждается. Во время быстрого движения подстилающий материал может быть плохо отсортирован на поверхности осадконакопления и, таким образом, обычно не сортируется из-за быстрого движения материала. В широких каналах с уменьшающимися уклонами медленно движущаяся вода может переносить большие объемы детрита на большую площадь. Таким образом, градуированные слои образуются в точках с уменьшающимися уклонами на широких участках с меньшим ограничением потоков энергии. Энергия рассеивается и уменьшается. Мутные осадки осаждаются в согласованных размерах и формах в слоях. [7]
Изменения в течениях или физическая деформация в окружающей среде могут быть определены путем наблюдения и мониторинга осадочной поверхности или литологической последовательности с несогласиями выше или ниже градуированного слоя. Детритные осадочные градуированные слои образуются под воздействием эрозионных, седиментационных и выветривания сил. Градуированные слои, образованные из обломочных материалов, обычно состоят из песка и глины. После литификации из обломочных отложений образуются сланец, алеврит и песчаник. [7]
Биокластические образования имеют органические источники, такие как биохимический кремень, который образуется из распада кремнистых морских организмов и диагенеза . Органическое осаждение исходного материала из разлагающегося растительного материала в болотах или топях также может привести к образованию ступенчатого комплекса слоев. Эта деятельность приводит к образованию торфа или угля через тысячи лет. Известняк более чем на 95% имеет биогенное происхождение. Он образован из отложений карбонатных ископаемых морских организмов. Биоэрозия, вызванная животными, такими как двустворчатые моллюски, креветки и губки, изменяет морской субстрат, что приводит к образованию слоистых плоскостей слоев из-за просеивания ими материала слоя в поисках пищи. Органические обломочные слои могут стать сланцем и горючим сланцем или миллионы лет под давлением. [8]