Доседиментационные (межпластовые) осадочные текстуры

Доседиментационные осадочные текстуры образуются на поверхностях раздела слоев. Они формируются до отложения перекрывающего их слоя. Большинство текстур этой группы имеют эрозионное происхождение.

Перед описанием этих текстур необходимо остановиться на двух вопросах. Первый касается терминологии. Когда образец раскалывается по поверхности напластования, выпуклые текстуры на подошве верхнего пласта называются слепками. Углубления на поверхности нижнего пласта называются отпечатками (фиг. 72). Второй момент — это то, что легкость обнаружения и частота встречаемости этих донных текстур связаны со степенью литификации осадков.

Неконсолидированные осадки редко раскалываются вдоль меж-пластовых границ из-за своей рыхлости. Этим можно объяснить кажущееся отсутствие донных текстур в современных глубоководных турбидитовых песках. С другой стороны, хорошо литифицированные метаосадочные породы в складчатых поясах обычно легче раскалываются вдоль субвертикальных тектонических трещин, а не вдоль плоскостей напластования. Отсюда можно видеть, что донные текстуры лучше всего наблюдаются в умеренно литифицированных осадках, которые раскалываются по плоскостям напластования.

Самыми крупными из этой группы текстур являются русла. Ширина их может составлять километры, а глубина — сотни метров. Они наблюдаются в разнообразных обстановках — от субаэральных аллювиальных равнин до морских континентальных окраин. Руслообразование начинается с локализованной линейной эрозии под действием водного потока, дополняемого абразионным воздействием твердой части стока. Однако как только русло стабилизировалось, развивается боковая эрозия вследствие подрезания берега и последующего обрушения нависающих участков.

Лучше всего изучены русла речных систем, при этом особое внимание было уделено генезису меандрирующих русел, математическим взаимоотношениям между извилистостью, шириной, глубиной, уклоном рек и расходом воды. Для древних русел могут быть легко установлены глубина, ширина, размер частиц осадков и направление течения. Извилистость также может быть измерена, если есть соответствующая обнаженность или данные по скважинам. С использованием этих данных были предприняты попытки подсчета градиента и мощности потока в древних русловых системах.

Русла имеют большое экономическое значение по ряду причин. Они могут быть коллекторами нефти и газа и водоносными, они могут содержать россыпные и эпигенетические рудные месторождения, они могут срезать угольные пласты.

Межпластовые текстуры типа размыва и выполнения имеют меньшие масштабы и значение. Это — малые русла, измеряемые дециметрами. Их также можно обнаружить в разнообразных обстановках.

Номенклатура ряда малых межпластовых эрозионных текстур огромна. Для более детального ознакомления с ней следует обратиться к атласам текстур. Последующие описания касаются трех наиболее обычных разновидностей текстур: отпечатки выемок, канавок и следов выпахивания. Первые две являются следствием действия только самого потока, дополняемого взвешенными частицами, тогда как следы выпахивания создаются единичными частицами в основном галечного размера.

Отпечатки выемок

К выемкам (рифлям) относятся углубления в форме каблука или пятки, вымытые в илистом дне. Каждое углубление обычно заполнено песком, сопрягающимся с вышележащим слоем (фиг. 73). Закругленная часть выемки обращена навстречу потоку. Расширяющийся конец указывает направление потока. Ширина рифлей составляет 1—5 см, а длина — от 5 до 20 см. Они являются типично групповыми текстурами. Долгое время рифление связывали с локализованным размывающим действием потока, текущего над неконсолидированным илистым дном. По мере затухания скорости потока эрозия рифлей уменьшается, и углубления перекрываются слоями песка.

Недавно Аллен описал эксперименты, которые объясняют гидравлические условия, приводящие к образованию рифлей Использованная при этом методика, а также и другие эксперименты, описанные в этой главе, заключаются в следующем. Из алебастра изготовляется модель ложа. На алебастре выдавливаются небольшие равномерно расположенные ямки. Модель помещается в желоб, по которому течет вода. Под действием потока ямки начинают удлиняться в направлении его течения. Направление удлинения показывает направление течения непосредственно на поверхности раздела пласт — вода с небольшими отклонениями от главного течения. Эксперимент Аллена показывает, что поток, производящий рифление, состоит из двух горизонтальных винтовых завихрений, которые находятся ниже зоны отделения флюида у вершины рифли,

Следы прямолинейной штриховки

Второй важный тип эрозионных межпластовых текстур — следы прямолинейной штриховки. Так же как и рифли, они врезаны в ил и перекрыты песком. Это длинные тонкие прямые эрозионные следы. Их глубина и ширина редко превышают несколько миллиметров, но они могут прослеживаться с перерывами на метр и больше. В поперечном сечении штрихи могут быть угловатыми и округлыми. Штрихи обнаруживаются там, где пески перекрывают илы в разнообразных обстановках. Подобно рифлям, они особенно характерны для турбидитовых песков и направлены параллельно течению потока, определяемого по рифлям и осадочным текстурам внутри песков. Штриховка редко ассоциирует с рифлями, однако, как это рассмотрено ранее, они наилучшим образом развиваются в более удаленных (ниже по течению) обстановках, чем рифли.

Ясно, что штриховка имеет эрозионное происхождение и направлена параллельно водному потоку. Прямолинейность штрихов говорит скорее о ламинарности потока, а не о его турбулентности. Считают также, что штрихи нарезаются предметами, влекомыми водным потоком. Однако это нелегко доказать, если отсутствуют отпечатки следов выпахивания. Тем не менее линейность штрихов доказывает, что взвешенные предметы не вращались и не перемещались скачками, а транспортировались вниз по течению в постоянной ориентировке и почти на постоянном уровне по отношению к осадочному субстрату.

Отпечатки следов выпахивания

Третья разновидность донных текстур, которые по своему происхождению могут быть отнесены к той же группе, — механические отпечатки следов выпахивания. Они образуются на мягком илистом дне подобно рифлям и штрихам. Однако форма их чрезвычайно неправильна как в плане, так и в поперечном сечении, хотя грубо они ориентированы параллельно течению палеопотока. В идеальном случае предметы, оставившие эти отпечатки, можно обнаружить ниже по течению потоков. Такими предметами бывают гальки (особенно округлые аккреционные агрегаты, вырванные из дойных глинистых осадков), кусочки дерева и веток, раковины и позвонки рыб.

Рифли, штрихи и следы выпахивания — это наиболее обычные подошвенные отпечатки, характеризующие межпластовые текстуры. Все они имеют эрозионное происхождение и прекрасно различаются в турбидитовых фациях, хотя и не обязательно только в них. Многие другие подошвенные отпечатки также были описаны и названы по их форме. Их обзор можно найти в работах Поттера и Петтиджона, Джулинского и Сандерса, Джулинского и Уолтона. Ранее было показано, что детальными исследованиями выявлена зависимость осадочных текстур от направления течений палеопотоков. Проксимальные турбидиты (флюксотурбидиты) связаны преимущественно с русловыми фациями. По мере развития русел образуются турбидиты плоскодонных бассейнов, и в связи с этим происходит эволюция межпластовых эрозионных текстур от текстур размыва-выполнения через рифленые отпечатки и прямолинейную штриховку к следам выпахивания. Такие же изменения прослеживаются и по направлению течения потока по мере уменьшения скорости его течения, что отражается в текстурах каждого отдельного турбидита.