Будова та умови формування шаруватих товщ

Найбільш характерною особливістю осадових гірських порід є залягання у вигляді шарів; отже шари являють собою головний елемент осадової оболонки земної кори.

Шаром або пластом, називається трьохмірне геологічне тіло порівняно невеликої товщини і значної протяжності, що утворене осадовою породою, яка відрізняється за певними ознаками (за віком утворення, складом, кольором, органічними рештками та іншими особливостями) від суміжних шарів розрізу. Однак строго плитоподібна форма не завжди витримується, особливо якщо шар розглядати в площинному розповсюдженні, коли змінюється його товщина і протяжність. Так само склад, текстура, забарвлення та інші ознаки шару не є постійними. Але в цілому ці зміни не надто суттєві і шар на деякій площі зберігає паралельність обмежень і внутрішню однорідність; тому назву шарів дають за літологічними ознаками та деякими додатковими (забарвлення, текстура, зернистість та ін.). Наприклад: шар глини, шар вапняку, шар масивного (щільного) пісковику, шар строкатої глини, шар тріщинуватого алевроліту, шар органогенного вапняку і т. ін.

У структурній геології та геокартуванні немає різниці у використанні термінів “шар” і “пласт”, але доцільніше пластами називати шари корисних копалин: пласт вугілля, пласт фосфориту та ін.

До основних елементів шару належать поверхні їх контактування з іншими шарами або навколишніми породами, які називають поверхнями нашарування (підошва і покрівля) і товщина (рис. 3.1).

Підошва – найбільш древня частина шару, стратиграфічно нижня його поверхня. Покрівля – найбільш молода його частина, стратиграфічно верхня поверхня. Товщина – найкоротша відстань від підошви до покрівлі (відстань заміряна в перпендикулярному напрямку між поверхнями нашарування). Підошва і покрівля шару встановлюються за стратиграфічною ознакою; так при нормальному (первинному) заляганні покрівля шару буде зверху, а при перекинутому – знизу. Коли говорять про товщину шару, то мають на увазі його дійсну товщину, яка є постійною на відміну від видимої, горизонтальної, вертикальної та неповної товщин (рис. 3.2).

 

 

Рисунок 3.1 - Елементи шару, товщина шару: H-дійсна повна, h-дійсна неповна

 

Повна товщина заміряється від покрівлі до підошви, на відміну від неповної, яка характеризує не весь шар, а лише деяку його частину, оскільки певна ділянка шару відсутня (наприклад, при розмиві покрівлі). Горизонтальна товщина характеризується відстанню від підошви до покрівлі в горизонтальному напрямку, а вертикальна товщина - у вертикальному. На відслоненні заміряють відстань по схилу. На геологічних картах відстань між границями покрівлі і підошви певного шару характеризує ширину виходу.

 

Рисунок 3.2 - Товщини шару у відслоненні

H - дійсна; h_v - вертикальна; h_g - горизонтальна; h_s – ширина виходу; h_n – відстань по схилу; l - кут падіння; b - кут нахилу рельєфу

 

Поступове чи різке зменшення товщини шару до повного його зникнення називається виклинюванням. Воно може бути первинним, пов’язаним з припиненням відкладання осаду (стратиграфічне виклинювання) і вторинним, що виникає в наслідок розмиву раніше відкладеного шару (денудаційне виклинювання), або горизонтального розтягу і розриву шару (тектонічне виклинювання) (рис. 3.3). Виклинювання, пов’язане із розмивом, може бути сингенетичним (розмив відбувається під час відкладання шарів порід) і епігенетичним (розмив проходить після відкладання шарів).

Шар, який швидко виклинюється в усіх напрямках, називається лінзою. Зменшення товщини шару, яке спостерігається на невеликій ділянці, називається пережимом, або неповним виклинюванням; іноді, навпаки, спостерігаються роздуви. Товщина шару залежить від інтенсивності руху середовища, в якому відбувається накопичення осаду та кількості матеріалу, який поступає в область осадконакопичення. В залежності від товщини виділяють чотири види шаруватості: крупна – з товщиною шарів від десятків сантиметрів до метрів; дрібна – з товщиною шарів, що вимірюється сантиметрами; тонка – товщина шарів вимірюється міліметрами; мікрошаруватість, яка помітна тільки під мікроскопом. У відповідності до товщини породи називають грубо-, крупно-, дрібно-, тонко- і мікрошаруваті.
Шари, які мають товщину менше 3 мм, прийнято називати прошарками.

 

Рисунок 3.3 - Елементи шару і його вклинювання (за Н.І. Буяловим, із змінами: 1 – елементи шару; 2 – неповне вклинювання (пережим); 3 – швидке вклинювання шару (лінза); 4 і 5 – фаціальне вклинювання; 7 – зникнення поверхні нашарування внаслідок фаціальних змін; вторинне виклинювання