Шаруватість і форми шаруватості

 

Сукупність шарів у просторі називається шаруватістю. Шаруватість є характерною особливістю будови осадових гірських порід. При вивченні шаруватості звертають увагу на її форму, яка відображає характер коливальних рухів земної кори, час накопичення і кількість поступаючого матеріалу. Виділяють наступні форми шаруватості:

- паралельна;

- хвиляста;

- лінзоподібна;

- коса

Паралельна шаруватість (рис. 3.4) характеризується тим, що поверхні нашарування близькі до площин і паралельні. Утворюється в умовах відносно спокійного середовища осадконакопичення; такі умови характерні для озерних і морських басейнів нижче рівня дії хвиль.

У первинному положення породи з паралельною шаруватістю мають горизонтальне залягання, але внаслідок тектонічних дислокацій вони можуть мати нахилене та складчасте залягання.

Хвиляста шаруватість характеризується хвилеподібним розташуванням поверхонь нашарування. Виникає на ділянках, де спостерігаються змінні рухи середовища (припливи і відпливи в прибережній мілководній частині моря).

Лінзоподібна шаруватість характеризується різноманіттям форм і мінливістю товщини окремих шарів. При цьому шар нерідко повністю виклинюється, що призводить до поділу його на окремі частини або лінзи.

Виникає при швидкому і мінливому русі середовища, в якому накопичувалися осадки. Лінзоподібна шаруватість може виникнути і в спокійній водоймі при періодичному привносі в неї більш грубозернистого матеріалу. Виклинювання може відбуватися при зміні складу накопичуваного осадку, або в результаті розмиву раніше відкладених порід.

Коса шаруватість характеризується прямолінійними або криволінійними поверхнями нашарування, в середині яких розташовується під різними кутами більш дрібна похила шаруватість. Цей вид шаруватості утворюється при русі середовища в одному напрямку, наприклад ріки, морської течії, повітря. В залежності від умов утворення розрізняють такі види косої шаруватості: дельтову, річкову, еолову, морську.

За кутом нахилу шаруватості можна судити про швидкість руху середовища. Утворена в річкових потоках коса шаруватість має загальний однаковий нахил в бік руху води. Дельтова різновидність буває більш крупношаруватою і характеризується плавним приєднанням косих прошарків до підошви шару. Для косої шаруватості морських відкладів характерні великі розміри і порівняно невеликий нахил. Коса шаруватість еолових відкладів направлена в різні сторони і відрізняється мінливою товщиною.

 

Рисунок 3.4 - Типи різновидностей шаруватості (за Е.П. Брунс)

1 – паралельна; 2 – лінзоподібна; 3 – хвиляста; 4-8 – коса; (4 – діагональна (відклади тимчасових потоків), 5 – перехресна, утворена в морських течіях, 6 – клиноподібна еолових відкладів, 7 – багатоповерхова коса річкових відкладів, 8 – діагональна дельтових відкладів)

 

 

За кутом нахилу шаруватості можна судити про швидкість руху середовища. Утворена в річкових потоках коса шаруватість має загальний однаковий нахил в бік руху води. Дельтова різновидність буває більш крупношаруватою і характеризується плавним приєднанням косих прошарків до підошви шару. Для косої шаруватості морських відкладів характерні великі розміри і порівняно невеликий нахил. Коса шаруватість еолових відкладів направлена в різні сторони і відрізняється мінливою товщиною.

 

Генетичні типи шаруватості

 

Утворення шаруватості в осадових товщах викликається багатьма факторами; зміна умов осадконакопичення зумовлює добре помітну шаруватість у вертикальних розрізах, а також зміну характеру осадків по латералі.

Головний вплив на формування шаруватості здійснюють: середовище (повітряне, водне), рух середовища (спокійний стан, направлений, вихровий)), гравітаційний фактор, положення поверхні осадконакопичення, хімічний стан середовища та ін.

При переважаючому значенні того чи іншого фактору виникає певний генетичний тип шаруватості. Найбільш розповсюдженими є: градаційна, седиментаційна, коса, турбідітна, підводних зсувів, взламування (рис. 3.5).

Градаційна шаруватість виникає у водному середовищі і виражається у послідовній зміні у вертикальних розрізах шарів із збільшенням чи зменшенням розмірності зерен теригенного матеріалу. Наприклад: крупнозернистий пісковик, середньозернистий пісковик, дрібнозернистий пісковик, алевроліт, аргіліт; зміна шарів може відбуватись і у зворотньому порядку і бути ритмічною. Градаційна шаруватість може відображати рухи води, але часто утворюється в результаті змін фізичних умов в області не тільки відкладання, але й знесення уламкового матеріалу.

 

Рисунок 3.5 - Генетичні типи шаруватості:

а – градаційна; б – седиментаційна; в – коса; г – турбідітна; д – зсувна; е - взламування

 

Седиментаційна шаруватість виникає при спокійному стані водного середовища, при накопиченні осадків нижче рівня дії хвиль. В таких умовах відбувається накопичення тонко- і дрібноуламкового матеріалу, а також утворення хемогенних відкладів. Седиментаційна шаруватість характеризується витриманим паралельним розташуванням поверхонь нашарування.

Коса шаруватість утворюється при спрямованому русі середовища, в якому накопичується осадок. В залежності від умов утворення розрізняють декілька видів косої шаруватості (рис. 3.4). Належність до певного виду встановлюють, вивчаючі характер нахилу прошарків, зміну крупності зерен уламкового матеріалу, орієнтованість шаруватості, розмір шаруватих тіл та ін.

Турбідітна шаруватість властива погано відсортованим відкладам, які складаються з піску, гальки, невеликих валунів з нерівними, інколи погано вираженими поверхнями нашарування, які отримали назву турбідітів.

Турбідітна шаруватість утворюється в межах дії морських підводних течій і мутних потоків, що викликають появу крупноуламкового матеріалу на великих глибинах далеко від прибережних зон.

Так, наприклад, вздовж узбережжя Норвегії у зв’язку з проходженням тут морської течії Гольфстрім на глибині від 200 до 600 м відкладаються крупнозернистий пісок і галечник, а дрібніші частинки виносяться. Велику роль відіграють припливно-відпливні течії.

Велике значення в утворенні турбідітної шаруватості мають мутні суспензійні потоки, що являють собою головним чином річкової води, які вливаються в море; вони насичені тонким кластичним матеріалом (переважно глинистим) і можуть переміщатися вниз по схилу дна на десятки і сотні кілометрів. Завислий стан твердих частинок у потоці зберігається завдяки турбулентному руху суспензії з вертикальними завихреннями.

Шаруватість підводних зсувів є результатом комплексу складних процесів, пов’язаних з порушенням гравітаційної стійкості. Вона властива глинистим масам з брекчієподібною текстурою, які насичені дрібними окатаними чи кутуватими уламками твердих порід, а також включають в собі крупні глиби вапняків, пісковиків, кварцитів та ін., розміри яких сягають десятків метрів. Вище і нижче таких порід залягають теригенні породи з шаруватою текстурою.

Шаруватість взаламування властива переважно осадовим товщам, які накопичуються на відносно крутих ділянках морського дна (більше 2-3^о). В таких умовах раніше відкладений осадок невеликої товщин, але з підвищеною твердістю і крихкістю (кременисті вапняки, піски з карбонатним цементом, яшми, кременисті глини) можуть зсуватись і при цьому ламатися, подрібнюватися і кришитися. При безперервному осадконакопиченні уламки опиняться в глинистій, карбонатній чи іншій масі і нададуть шарам вигляд брекчій. Від тектонічних брекчій їх будуть відрізняти пластинчаста форма і неупорядкований розподіл уламків.

Значення вивчення шаруватості:

1 дозволяє вивчати і аналізувати основні положення літології, стратиграфії, історичної геології, геології нафти і газу;

2 дозволяє співставляти стратиграфічні розрізи;

3 дозволяє вести пошуки і розвідку осадових родовищ корисних копалин в т.ч. скупчень нафти і газу;

4 дозволяє правильно вибрати систему експлуатації родовища;

5 шаруватість багато в чому зумовлює складчастість в осадових гірських породах.

 

Шаруваті комплекси

 

Шаруватість відображає різні за продовженістю проміжки часу її утворення, в зв’язку з чим розроблені як єдина глобальна стратиграфічна шкала, так і місцеві стратиграфічні підрозділи. В останніх виділяються близькі за складом або подібні за умовами залягання стратиграфічні комплекси (або шаруваті комплекси). До таких місцевих або регіональних елементів розрізів земної кори відносяться серії, світи, товщі та ін.

Світа являє собою сукупність шарів в межах місцевої стратиграфічної шкали і іноді відповідає значенню ярусу. Їх виділяють на підставі спільності фаціально-літологічних ознак, характерних для розрізів певних регіонів; переважно вони носять географічні назви (стрийська світа, ямненська світа, харківська світа та ін.).

Серія – це найбільш крупна одиниця місцевих стратиграфічних підрозділів, яка охоплює потужну (іноді до декількох тисяч метрів) і складну за складом товщу осадових, вулканогенних та метаморфічних порід, обмежену зазвичай значними кутовими неузгодженнями. Серія у більшості випадків формується упродовж цілого седиментаційного, вулканічного чи тектонічного циклу.

Товща виражає лише деяку спільність порід, що входять у стратиграфічний розріз, щодо літологічного складу, характеру чергування шарів, кольору або походження (наприклад, глиниста товща, континентальна товща, червоноколірна товща та ін.). Вікові параметри і потужності товщ не обмежуються. Більш дрібними одиницями є підсвіти, пачки і горизонти.

Крім того, часто застосовується ще одна крупна одиниця, яка часто складається з декількох світ і товщ – формація. Потужність її може вимірюватись тисячами метрів, а протяжність - сотнями і тисячами кілометрів.

Більшість геологів розуміють формацію як природній комплекс різновікових гірських порід, окремі частини якого тісно парагенетично пов’язані в розрізі між собою як по площі, так і по вертикалі. Зазвичай формація являє собою сукупність близьких за складом і походженням (або за однією з цих ознак) фацій, що поєднуються спільністю тектонічних умов утворення. З кожною формацією пов’язаний певний, характерний тільки для неї, або переважаючий комплекс корисних копалин; це іноді відображено в їх назвах (вугленосна формація, залізорудна формація, фосфоритоносна формація та ін.).