Петтиджон ?. Дж. Осадочные породы

Подождите немного. Документ загружается.

железистые и марганцевые соединения. Рост лишайников прекращается

с накоплением этих продуктов, которые переносятся на поверхность

гальки кислотами, образующимися при отмирании лишайников; так

можно объяснить появление марганцевых оболочек иа обломках пород,

не содержащих марганец. Процессы испарения и окисления под жар-

ким солнцем пустыни приводят к образованию остатка, слагающего-

пустынный «загар». Однако Хант [125], отмечая выраженный характер

этого явления в аридных районах, считал, что оно может развиваться

и в гумидных областях и что значительная часть «загара», наблюдае-

мого сегодня в пустынях, образовалась ранее в более гумидиом

климате.

Наиболее совершенная полировка устанавливается на гальках,,

окруженных глинами, примером которых являются гастролиты,

или «желудочные камни» древних рептилий ^-плезиозавров. Наиболее

известны из них гальки из морских меловых глинистых отложений

[111, 300]. Хотя об этих образованиях написано очень много, нет еди-

ного мнения по поводу происхождения их полировки, которую объяс-

няли эоловой деятельностью, истиранием в желудке животного и уплот-

нением глинистого матрикса.

Полировка и особенно высшая ее степень — глянец — явления ис-

ключительные. У большинства галек поверхность тусклая. Редко быва-

ют хорошо полированы кварцевые зерна. С другой стороны, некоторые

песчаные зерна поражают характером поверхности, которую различ-

ные исследователи описывали как «матовую» или «морозную» (fros-

ted). Например, такая поверхность наблюдается у хорошо окатанных

зерен кварцевых песчаников Сент-Питер (ордовик) в верховьях доли-

ны р. Миссисипи. Образование матовой поверхности объяснялось эоло-

вой деятельностью, и Кайе даже картировал это свойство плейстоце-

новых отложений в Европе, рассматривая его как критерий доледни-

ковой эоловой деятельности. Внешнее ее сходство с поверхностью,

образующейся при пескоструйной обработке стекла, подтверждает это·

теоретическое предположение. Однако последние работы [187, 186,

248] показали, что образование матовой поверхности зерен наиболее

вероятно вызывается химической коррозией — обработкой кварцевого

зерна слабым раствором плавиковой кислоты за короткий отрезок вре-

мени. Кварцевые зерна в карбонатных песчаниках слегка корродиру-

ются или частично замещаются карбонатным цементом. Такие зерна,,

подвергшиеся химической обработке, обладают матовой поверхностью

[330], что позволяет предположить их постседиментационноепроисхож-

дение. Однако Рот [260] считал, что матовая поверхность зерна обра-

зуется при первичном разрастании зерна, а не при истирании или

растворении.

Как отмечали Кюнен и Педок [187], микрорельеф зерна, вызы-

вающий рассеяние света, и образующаяся при этом матовая поверх-

ность объясняются несколькими процессами. Макроскопические черты

вероятно объясняются процессами абразии, но микрорельеф (черты

менее 2 мкм в основном и создают матовые поверхности) создается

химическим путем в результате чередования увлажнения и высыхания,

связанного с образованием и испарением росы и соответствующим

растворением и осаждением. Этот химический процесс образования

матовой поверхности захватывает все зерно полностью, даже углуб-

ления на его поверхности. Грубые элементы матовой поверхности

Образуются за счет абразии только иа выступающих частях

зерна.

83-

Микрорельеф

Наиболее изученные черты микрорельефа на гальках и валунах

хорошо видны невооруженным глазом. К ним относятся штриховка,

царапины, следы ударов и щербины или ямки. Штриховка и царапины

иа поверхности гальки представляют собой в основном результат лед-

никовой обработки. Уэнтуэрт [339, 343] обращал внимание иа воздей-

ствие субарктических рек, в которых образуются штрихованные валу-

ны. Содержание таких валунов в некоторых руслах достаточно высо-

кое· во многих случаях большинство обломков крупнее определенного

размера покрыто штриховкой. Галька, испещренная речным льдом, ие

имеет характерных граней, образуемых ледником. Штрихованная галь-

ка встречается не так уж часто даже в ледниковых отложениях. Уэн-

туэрт [342], изучавший моренные образования в Внсконснне, отмечал

совершенство штриховки валунов, слагающих эти отложения. Было

изучено более 600 галек и валунов, 40% которых не обнаруживают

признаков штриховки, на 50% она слабая или четкая на одном боку

и только 10% обломков покрыты хорошо выраженной штриховкой (см.

рис. 6-20). Наиболее часто встречается и лучше всего выражена штри-

ховка на известняковых валунах. Валуны, сложенные кремнистыми или

грубозернистыми изверженными породами, практкчески лишены штри-

ховки. Следовательно, не вызывает удивления тот факт, что древние,

хорошо сцементированные тиллиты, из которых практически невозмож-

но извлечь гальку или валуи, обнаруживают единичные штрихованные

обломки или не содержат их вообще.

Штрихи выглядят как идеально узкие, прямье или почти прямые

царапины, четко врезанные в поверхность, на которой они находятся.

С иими связаны следы ударов (bruises), которые грубее, короче н

шире, чем штрихи, и обычно располагаются кулисообразно. Гвозде-

ВИДИЫР (nailhead) царапины представляют собой штрихи, у ко ι ары А

наблюдается выраженная начальная точка штриха. Такие царапины

становятся уже от этой точки или сходят на нет, штрих либо не имеет

конца, либо он неясно выражен. Если валуны заключены в матрпкс,

их штрихи вытянуты по направлению движения льда. Они, следова-

тельно, располагаются параллельно длинным осям валунов (см. раз-

дел, посвященный текстуре пород).

Можно выделить четыре основных типа штриховки: параллельн}Ю,

субпараллельную, разбросанную (беспорядочную) и решетчатую. Ре-

шетка намечается при пересечении двух или большего количества па-

раллечьных систем. Субпараллельная и беспорядочная штриховка

характерны для ледниковых валунов. Параллельная н субпараллельная

штриховки вытянуты вдоль длинной оси валуна. Уэнтуэрт [343] отме-

чал. что решетчатый тип, особенно с редко расположенными штрихами,

встречается относитечьно чаще на валунах из ледовых речных заторов,

чем на лещиковых валунах.

Штриховка (и зеркала скольжения) также образуется при дефор-

мации пород под давлением. Такие знаки устанавливаются на гапьках

или валунах, заключенных в тонкозернистый матрикс. В результате

таких деформаций обычно образуются микроштрихи наиболее

крупны* из которых едва различимы невооруженным глазом Π 36, 47].

Микроштриховка обычно параллельная, а не беспорядочная, и галька,

помеченная таким образом, обнаруживает «тектоническую полировку».

Этими чертами в сочетании с микротрещииами деформационные струК-

€4

туры поверхности отличаются от тех, что были нанесены иа Ьальку до

«е отложения.

Для некоторых галек характерны шрамы в форме полумесяца или

следы ударов особенно если они сложены кремнями или плотными

кварцитами. Эти мелкие отметины возникают при ударах о поверх-

ность валуна или гальки и, вероятно, указывают на высокую скорость

течения. Их происхождение связывается скорее с речной деятель-

ностью, чем с процессами на пляже [148].

Поверхность многих галек нарушена вмятинами или ямками. Они

могли образоваться при травлении и избирательном растворении не-

однородных компонентов породы.

Грубозернистые изверженные поро-

ды характеризуются ячеистостыо

или пещеристостью, а поверхность

обломков мелкозернистых пород,

таких как кремни, кварциты и

большинство известняков, обычно

гладкая. В различных условиях

абразии обломки даже грубозерни-

стых пород могут оказаться гладки-

ми·. В обычном случае термин я м-

чатая (pitted) галька приме-

няется к гальке или валунам, вмя-

тины на которых не связаны ни со

структурой породы, ни с избира-

тельным выветриванием. Такие уг-

лубления обычно встречаются на

контакте между соседними галька-

ми. Размеры углублений различ-

ные, от нескольких сантиметров

в поперечнике и до сантиметра глу-

биной (рис. 3-29). Обычно ямки

.имеют гладкие края и резкий контур, как будто вырезаны в породе

мелкой ложкой. Кюнен [177] проанализировал литературу, посвящен-

ную таким ямчатым галькам и проблеме их образования. Их происхо-

ждение объясняли взаимным повреждением под давлением (тезис, не-

состоятельность которого легко показать), а также явлением растворе-

лня, вызванного давлением в точках соприкосновения [296, 177].

Ямчатую гальку не следует смешивать с «травленой галькой»,

испытавшей растворение верхней части и настолько корродированную,

что она по форме напоминает раковину [278].

Микрорельеф гальки легко виден невооруженным глазом. Однако

микрорельеф песчаных зереи различается только под микроскопом.

"Поэтому только недавно началось тщательное изучение микрорельефа

лесчаных зерен в основном иод электронным или сканирующим элек-

тронным микроскопом [158, 159, 160, 239, 156, 198, 301, 161, 248, 79].

Эти исследования установили на поверхности кварцевых зерен бесчис-

ленное множество отметин различных размеров п формы.

Значительные усилия были затрачены на увязку определенных ти-

пов микрорельефа с характерными условиями осадконакопления. Осо-

бое внимание было уделено типам микрорельефа на зернах, образовав-

шихся в литоральной, эоловой и ледниковой обстановках. Задача за-

жлючалась в отборе образцов из различных условий осадконакопления

.для того, чтобы установить характерные структуры поверхности каж-

Рнс. 3-29. Яччатая галька из докембрий-

ских отложений, Большое Невольничье

озеро, Северо-Западная территория Ка-

нады. Фото С. Всбера

дого обломка. К сожалению, было установлено, что песчаные зерна·

в некоторых изученных обстановках претерпели сложную историю»,

испытали первоначально перенос льдом и возможно в воде, прежде

чем накопились в виде современного пляжа или дюны. Наложение

Структур поверхности, образовавшихся в различных условиях [157,.

с. 453—454], установлено давно, хотя считалось, что предыдущие струк-

туры поверхности быстро стираются. Плохое понимание связей между

микрорельефом поверхности и определенными процессами, отсутствие

каких-либо общепринятых способов измерения или описания наблю-

даемых отметни — все это уменьшает значимость структуры поверх-

ности песчаных зереи как критерия для установления способа или

условий осадконакопления. Польза от такого подхода к изучению древ-

них отложений практически ие установлена; несомненно, диагенез ко-

ренным образом изменяет поверхность зерен, поэтому даже если уста-

новлены критерии, основанные иа объективных и воспроизводимых

данных, может оказаться, что применять их к древним породам труд-

но, особенно если песчаники настолько сцементированы, что могут взу-

чаться только в шлифах.

Структура и геометрия каркаса осадочных пород

Структура

Геологи давно проявляют интерес к структуре осадочных пород,

особенно обломочных отложений. Джемисон [132, с. 349] наблюдая

в Шотландии ориентированное расположение обломков в речных отло-

женнях, но систематическое изучение структур ие проводилось до выхо-

да в свет книги Бруио Зандера [270]. Хотя в этой книге рассматрива-

лись в основном структуры метаморфических пород, в ней coдepжaлиςь

методические указания и основные принципы изучения, которые можно

легко применить для исследования структур осадочных пород. За по-

следние годы объем публикаций по этому вопросу значительно вырос.

Опубликованные работы тщательно рассмотрели Поттер и Петтиджон

[241, с. 23-61] и йоханссон [134].

Основная цель большинства исследований первичной структуры

осадочных отложений заключалась в восстановлении направления по-

тока, преобладавшего во время образования отложений. Только срав-

нительно недавно структуру отложений стали использовать для выяс-

нения процесса переноса. Изучение структуры главным образом про-

водилось иа песчаниках, грубообломочиых отложеинях и тиллях плей-

стоценового и доплейстоцепового возраста. Структура пород оказывает

большое влияние на их физические свойства, а именно, на тепловую,

электрическую, флюидную и ультразвуковую проводимость.

Изучению структур доломитов и известняков уделяется меньше

внимания, чем эти породы заслуживают. Возможное практическое при-

менение результатов таких исследований показано в монографии Зан-

дера [270], посвященной изучению триасовых известняков и доломи-

тов Австрин.

Определения и основные положения

Структура (fabric). Этот термин седнментологи употребляют

обычно для обозначения пространственного размещения и ориентиров-

ки элементов породы. В таком применении он «же, чем термин gefiige

(структура), применяемый Зандером [270], в который он вкладывал

«определение таких свойств, как гранулометрический состав, сортиров-

ка, пористость и т. д.; эти свойства обычно определяют структуру по-

роды. Элементом структуры осадочной породы может считаться

«единичный кристалл, галька или песчаное зерно, раковина или любой

подобный компонент.

Упаковка определяется распределением или «плотностью» раз-

мещения элементов структуры. Даже в породе, нацело сложенной сфе-

рическими элементами, равными по размеру, существует несколько

способов, которыми эти сферы можно расположить или упаковать.

Когда форма и размеры элементов различны, характер упаковки

усложняется. Хотя структура породы и ее упаковка между собой тесно

«связаны, это не одно и то же.

Любой несферичный элемент (такой как галька) ориентирован

з пространстве. Когда из всевозможных направлений значительное

число элементов принимают определенную ориентировку или выбира-

ют преимущественное направление, про такие элементы (например,

трубообломочные отложения, содержащие ориентированную гальку)

говорят, что они характеризуются предпочтительной ориентировкой

или обнаруживают анизотропную структуру. Тип строения подчерки-

вается расположением длинных осей гальки, субпараллельным разме-

щению граптолитов в глинистых сланцах, выдержанному залеганию

раковин моллюсков выпуклой стороной кверху и т. п. Такая структура

породы считается направленной. Если же структура подчеркнута рас-

яоложением кристаллографических направлений (например, оси с

кварцевых зерен), то такая структура называется кристаллогра-

фической. Обе разновидности структуры могут быть тесно связаны

между собой или не связаны вообще и, наконец, в породе, состоящей

из обломков других пород или раковин, кристаллографическая струк-

тура не устанавливается.

Выделяются два генетических типа структур: деформационные и

наложения. Деформационная структура образуется при внешнем

воздействии иа породу и возникает при вращении или движении сла-

гающих элементов под давлением или росте новых элементов общей

ориентировки в напряженном поле. Такой тип структуры характерен

для метаморфических пород. Структура наложения (apposition fabric)

•возникает во время отложения материала и является «первичной»

структурой. Большинство осадочных пород характеризуется именно этим

типом структуры, хотя уплотнение осадочных пород, сопровождаемое

уменьшением пористости, отчасти проявление деформации, видоизме-

няют первичную структуру. Подобную деформацию может приостано-

вить процесс ранней цементации, и несколько его стадий можно уста-

новить по некоторым конкрециям [226]. Структура наложения (первич-

ная) фиксируется поведением линейных элементов (например, длин-

ных осей гальки) в силовых полях, например в гравитационном или

магннтиом полях Земли. Большинство несферичных предметов выби-

рают наиболее устойчивое положение, и в результате действия силы

тяжести по длине такие тела ориентированы параллельно поверхности

отложения осадка. Однако под действием потоков положение этих эле-

ментов изменяется и может происходить их переориентировка в соот-

ветствии с направлением течения.

Не все седиментационные структуры (первичные) относятся к это-

му типу. Часть из них представляет собой структуры роста, кото-

рые образуются при росте кристаллов и часто связаны со свободной

поверхностью. В результате роста кристаллов, располагающихся пер-

87-

ПРИПИКУЛЯПНО к таким поверхностям, например в жеодах, жилах

и т^д!, образуются первичные структуры такого типа Онирассматрива-

ются в разделе, посвяшеином диагенетическим структурам.

Элементы структуры и их внализ

Только те элементы структур, которые имеют неравные размеры по

осям реагируют на движение потока и приобретают определенную

ориентировку. Сфера, в которой все размеры равны, может не реаги-

ровать иа течение. С другой стороны, трехосный эллипсоид ориенти-

рован в пространстве, и его положение можно определить. Обычно·

определяют ориентировку длинной осн,^ если эллипсоид продолгова-

тый, и короткой, — если он приплюснутый.

Почти каждый обломочный компонент может служить элементом

структуры, хотя максимальную ценность имеют те обломки, у которых

размеры по осям не равны. Обычно изучают положение в простран-

стве самых нехарактерных осей галькн или песчаных зерен. Наиболее-

информативными элементами структур, особенно в глинистых отложе-

ниях, являются листочки слюды, даже слюды глнн, и обломки расти-

тельной ткани (стебли растений, продолговатые обрывки листьев).

Обломкн скелета, особенно ортоцерид, тентакулиты, раковины дву-

створчатых моллюсков и круто закрученные гастроподы легко подда-

ются ориентировке и являются полезными элементами структуры по-

роды.

Ориентировку элементов структур, например, гальки можно охарак-

теризовать двумя углами. Один из них — направление («простирание»),

или азимутальный угол между некоторой осью гальки и меридианом;

другой — склонение («погружение» или «паденне») этой оси, угол меж-

ду рассматриваемой осью и горизонтальной плоскостью. Длинные осте

галек могут иметь преимущественную ориентировку, но. у гальки опре-

деленной формы, например, приближающейся к диску, преимущест-

венная ориентировка длинной оси может отсутствовать или (в лучшем·

случае) будет особо выражена. В этом случае ориентировку контро-

лируют широкие плоские стороны предмета. Положение этих сторон

(плоскостей а—Ь) определяется по азимуту и углу, который оии обра-

зуют с вертикалью («полюсом плоскостей»). По существу, это направ-

ление совпадает с наименьшим диаметром гальки (ось с)·.

Если гальку, извлекаемую из матрикса, отметить соответствую-

щим образом в обнажении, а затем в лаборатории ориентировать,

в том же положении по отношению к странам света, что она имела

в обнажении, то, применяя гониометр, можно измерить азимут и угол:

падения длинной оси н перпендикуляра к максимальной площади се-

чения [114]. Конечно, если слои наклонены, то этот наклон необходи-

мо соответствующим образом учесть. Читателю, заинтересованному

в изучении технологии отбора образцов и методики измерения, можно»

рекомендовать соответствующие работы [241, с. 28, 4Q; 26

с. 258—

ό 1

Результаты наблюдений иад сотней или большим количеством га-

лек можно представить графически в различном виде. Например, при

определении направления движения льда по результатам замера ори-

ентировки длинных осей валунов в тиллитах. Значения азимутов мож-^

но сгруппировать в классы (через определенный интервал, например*

через 20°), выделить модальный класс или подсчитать среднее ариф-

метическое значение азимутов. Методы подсчета, использующего по-

добную «круговую» частоту распределения, рассмотрены и проанали-

зированы в работе [133, с. 313 333]. Возможно, более правильно

представлять данные в виде круговой диаграммы. Наклоны можно

обрабатывать аналогичным способом.

Диаграмма, на которой изображены как азимут, так и наклон длин-

ной оси элемента структуры, называется «диаграммой петроструктуры»

(150, с. 226—262]. Положение каждой измеренной длинной оси изо-

бражается в виде точки на полярной координатной бумаге, или точки

на полярной равномерной сетке Ламберта, или на так называемой

сетке Шмидта (рис. 3-30,а). Сгущение точек или их разброс указыва-

Рнс. 3-30. ^,руктура тнллей:

а распределение длинны* (а) осей гальки тнллей на озере Висконсин, показано на рввиопло

щадной полярной координатной бумаге; б —то же, только в виде диаграммы «петроструктуры»

По Крамбейиу [164].

"Черным показаны максимальные значения, свыше 4%

ют соответственно на наличие или отсутствие преимущественной ори-

ентировки. Такие диаграммы становятся особо наглядными, если пред-

ставить, что каждая галька по очереди помещается в центр полого

шара точно в таком положении, которое она занимает в обнажении.

Длинная ось гальки (или любая другая) вытягивается до пересечения

с поверхностью шара. Точка пересечения в нижней половине шара

(«южное полушарие») затем наносится на «полярную» карту этого по-

лушария.

Ориентировка линии в пространстве (оси гальки и т. д.) на диа-

грамме изображена в виде точки. Плоскость также можно предста-

вить в виде точки, отвечающей точке пересечения нормали или пер-

пендикуляра к плоскости с поверхностью шара. При желании можно,

например, таким же образом изобразить ориентирозку косой слоисто-

сти или на одной диаграмме показать ориентировку многих слоев

в косослоистых отложениях.

Если линейные элементы ориентированы беспорядочно, то точки,

Т130бражающие эти линии на диаграмме, будут на ней бессистемно

разбросаны. Если же наблюдается преимущественная ориентировка

-линий, то точки иа диаграмме соберутся в группы. Для изображения

группирования или плотности точек проводятся соответствующие изо-

(60

Оси

а Оси а

I |ο-ι [ТНк; рЩг-з

89-

линии На карте плотности васеления проводятся изолинии и соог

"вующей раскраской-количество человек, проживающих на квад-

ратном километре территории. Аналогичным образом на диаграмма*

петроструктур проводятся изолинии для изображения количества точек

на единицу площади (ри^ 3-30,6). Обычно показывается относитель-

ное количество точек (процент), а не их фактическое число. Единица

измерения обычно соответствует одному проценту площади диаграммы.

Точки соответствующие осям элементов структуры или норма-

лям к определенным плоскостям (косослоистым прослоям, например),

могут означать центры (так называемые полюса) или зоны, илн об-

ласти повышенной концентрации (получившие название поясов).

Хотя концепция направленной структуры применима ко всем обло-

мочным отложениям в равной степени, з том числе и к некоторым раз-

новидностям известняков, для крепко сцементированных пород заме-

ры, подобные описанным, и изображения результатов делать трудно-

Ориентированное расположение уплощенных галек в конгломератах

хорошо заметно по положению их поверхностей, но обычно невозмож-

но найтн, отобрать и ориентировать гальки, что не позволяет сделать

полный анализ структуры породы. Более информативно изучение по-

дошвы и кровли пластов, на которых можно увидеть ориентировку

удлиненных галек, конусообразных (или вытянутых) органических,

остатков или обломков растительной ткани.

Размерную структуру обломочных зереи в песчаниках определить-

нелегко. В шлифах, перпендикулярных слоистости, обычно видно наи-

большее измерение зерна, параллельное напластованию или в отдель-

ных случаях находящееся под углом к нему. В шлифах, ориентировав-

вых параллельно слоистости, заметно предпочтительное расположение-

удлиненных зерен. Для изучения структуры песчаных пород разрабо-

тано несколько методов [202, 222, 26].

Понятие симметрии и типы структур

Когда элементы структуры ориентированы беспорядочно, она на-

зывается изотропной, а при предпочтительной ориентировке—

анизотропной. Несмотря иа что что количество возможных струк-

тур достаточно велико, в осадочных породах устанавливается лишь

несколько относительно простых разновидностей. Поскольку ориенти-

ровка элементов структуры (например, гальки) зависит от формы, ве-

роятно, целесообразно кратко рассмотреть типичные случаи узоров

ориентировки обломков основных классов, выделяемых по форме.

Эти типы ориентировки наилучшим образом различаются по отно-

шению к двум поверхностям: горизонтальной плоскости, примерно со-

впадающей с поверхностью осадконакопления, и вертикальной пло-

скостью, параллельной направлению течения потока. Важное значение

имеет ориентировка элемента структуры или соотношение между узо-

ром, образованным группой таких элементов и упомянутыми плоско-

стями.

}

Разумеется, что для сферических тел структурные узоры ие харак-

терны. Удлиненные формы характеризуются по ориентировке нх длин-

ных осей. Они могут иметь беспорядочную или изотропную ориенти-

ровку (рис. 3-31,а). Эти формы могут располагаться в горизонтальной

плоскости, но беспорядочно внутри этой плоскости, и поэтому полюса

собираются в пояс, соответствующий простой гравитационной структу-

ре (рнс. d-31,6). Для удлиненных тел обнаруживается ориентировка

структур, образованная течением

и возникающая при переориенти-

ровке в горизонтальной плоско-

сти, когда полюса либо секут

направление течения (рис.

3-31,в), либо располагаются па-

раллельно ему (рнс. 3-31,г). Воз-

можны и другие варианты ориен-

тировки удлиненных форм, но

они встречаются редко, напри-

мер, может быть единственный

полюс в центре диаграммы (вер-

тикальная длинная ось некото-

рых натечных образований).

Ориентировку приплюснутых

или дискообразных элементов

структуры можно характеризо-

вать по расположению коротких

осей, как правило, перпендику-

лярных к диску. Диски могут

располагаться в плоскости на-

слоения и полюс короткой оси

будет перпендикулярен пласту,

в этом случае образуется простая гравитационная структура (рис.

3-Sl,<?), или утолщенные элементы могут перераспределяться течением

и приобретать направленное расположение навстречу потоку, в этом

случае полюс короткой оси смещен на «периферию» диаграммы

(рис. 3-31,е).

Структуры осадочных пород

Структура грубообломочиых отложений. Направленная ориентиров-

ка гальки в грубообломочиых породах известна уже давно. Отмеча-

лось, что плоская галька в грубообломочиых отложениях и конгломе-

ратах, наподобие кровельной черепицы, иногда располагается внахлест,

•это явление было описано как «кровельная структура» [18, с. 53—54]

(рис. 3-32 и 6-7). Кайе [38] изучил наклон около 4 тыс. галек из свит

различного возраста (от палеозойских до современных). Расположение

галек внахлест встречается достаточно часто, в морских отложениях

наблюдаются вариации направления, а в речных осадках направление

удивительно выдержанное. Средняя величина наклона гальки в реч-

ных отложениях колеблется от 15 до 20°, наклон галек в морских

отложениях составляет 2—15°. В целом чем галька площе, тем больше

она наклонена. Ориентировка гальки крупного размера яснее выраже-

на, чем мелкой, а гальки, соприкасающиеся друг с другом, ориенти-

рованы более четко, чем полностью изолированные. По данным Унру-

га [322, рис. 21], угол наклона гальки уменьшается вниз по течению,

•что, по мнению автора, объясняется «плохой сортировкой грубообло-

мочного материала». Иоханссон [135], проводивший скрупулезные

исследования после Кайе, отмечал, что расположение галек внахлест

является наиболее достоверным указанием направления потока в со-

временных реках. Величина наклона колеблется от 10 до 30°, эти

колебания в определенной мере связаны как с удлиненностью облом-

ков, так и с «гидродинамическими условиями». Исключительно крутой

Рис. 3-31. Схематическая диаграмма основ-

ных типов ориентировок осадочных струк-

тур:

а — изотропная нли беспорядочная; 6 — пояс

в плоскости наслоения; β — иернднональиов рас-

положение Полюсов в плоскости слоистости, пер-

пендикулярной потоку (стрелка): г —широтное

расположение полюсов в плоскости слоистости;

о — пояс, падающий против потока; е — полюс,

падающий против потока. Возможны различные

сочетания приведенных типов структур

91-

наклон гальки, почти в 40°, установленный Уайтом [346] в докембрий

ских конгломератах Кевннаван, объясняется концентрацией плоской

гальки по краям эрозионных воронок, и таким образом является ме-

рой естественного откоса. Еслн это так, то разность между наклоном:

биссектрисы угла, образуемого стенами воронки и перпендикуляром:

к плоскости напластования, будет отвечать первичному углу падения

слоев.

Ориентировка длинных осей вытянутых по форме галек понятна

гораздо меньше. Даже фактический материал нередко противоречив.

Многие авторы [165, 168, 274, 70] указывали на расположение удли-

PIIC. 3-32. Схема черепитчатого расположения гальки архей-

ских конгломератов, озеро Лнтл-Вермильои, западная часть

провинции Онтарио, Канада (см. рис. 6-7). По Петтидгко-

иу [233]

неииых галек параллельно направлению потока. Однако некоторые

исследователи сообщают о поперечной ориентировке галек в потоке-

[315, с. 36; 322; 68; 280; 267]; такая же ориентировка подтверждена

экспериментально [271, 145]. Эти противоречивые наблюдения, веро-

ятно, являются результатом действия различных факторов. Иоханссок

отмечал, что галька, которая переносится прн волочении по ложу рус-

ла, откладывается перпендикулярно направлению потока, а галька,

заключенная в транспортирующую среду, например в ледниковый лед,

грязевый поток и тому подобное, стремится ориентироваться по на-

правлению перемещения, поскольку в движущейся среде возникает сре-

зающее напряжение. Как сообщает Раст [267], поперечная ориенти-

ровка наиболее выражена в том случае, когда единичная галька встре-

чается в песчаном пласте. С увеличением содержания гальки поперечное·

расположение исчезает и появляется ориентировка, приближаю-

щаяся к параллельной с направлением течеиня. Скорость течения так-

же является фактором, влияющим на ориентировку обломков; в быст-

рых потоках образуется скорее параллельная, нежели поперечная ори-

ентировка.

Структура тнллей. Избирательная ориентировка обломочных мате-

риалов в тнллях использовалась в качестве критерия для определения

направления движения льда [250, 249, 164, 120, 142, 114, 323, 281, 345,

141 и др.]. Удлиненные валуны в тнллях наземной морены ориентиро-

ваны параллельно направлению движения льда, что подтверждается

расположением ледниковой штриховки, ледниковых борозд и другими

доказательствами движения льда. В ряде случаев наблюдается вто-

ростепенная поперечная ориентировка (см. рис. 6-21). В других морен-

ных тилляч структуры бывают значительно сложнее. Структура тнллей

оказалась весьма ценным элементом для определения направления·

движения льда, особенно в «ископаемых» тглляч, в которых другие

критерии отсутствуют [193, 110].

Структура песчаников. Структуры песков и песчаников изучены еще

хуже, чем грубообломочиых пород, в первую очередь из-за трудностей

изучения тонкозернистых материалов. Делались попытки измерить

92-