Постседиментационные осадочные текстуры

К третьей главной группе осадочных текстур относятся деформационные текстуры. Они могут быть названы постседиментационными, поскольку, очевидно, они образуются только после отложения осадка.

Деформационные структуры очень разнообразны; многие из них имеют необязательные и причудливые названия. Они могут быть объединены в три основные группы условно, определенные в соответствии либо с характером преобладающих подвижек, вертикальных или горизонтальных, либо в соответствии со способом деформации осадка — пластически в нелитифицированном состоянии, или путем растрескиваний и скалывания в достаточно твердом состоянии (табл. XXIV).

Ниже описаны эти три группы деформационных текстур.

Вертикальные пластические деформационные текстуры

Среди деформационных текстур, характеризующихся вертикальными пластическими перемещениями осадка, различаются две главные группы. Одна группа обнаруживается в песчаных слоях и может быть условно названа текстурой плывуна. Вторая группа текстур развивается на межслоевых поверхностях песков, перекрывающих илы.

Простейший тип текстуры плывуна в вертикальном разрезе выглядит как серия пластических складок. Для них типичны широкие плоские синклинали и острые пики антиклиналей. Антиклинали иногда опрокинуты вниз по течению потока (что проявляется в косой слоистости перекрывающих песков). В плоскости складки часто удлинены перпендикулярно направлению потока. Этот тип текстуры плывуна охватывает деформации целых пластов песка мощностью до 1 м и более (фиг. 83). Ее рассматривают также как спутанно-волнистую слоистость. Эта текстура наблюдается во многих типах песчаников, но особенно характерна для речных песков древних и современных осадков, соответственно.

Co спутанно-волнистой слоистостью часто ассоциируют косо-слоистые пески. Передовые слои становятся при этом перевернутыми и приобретают форму опрокинутых (лежачих) складок. В любой одиночной серии такого типа осевая плоскость складки наклонена вниз по течению (фиг. 84). Перевернутые складки, подобно спутанно-волнистой слоистости, обнаруживаются в разных условиях потока волочения и особенно характерны для грубозернистых песков разветвленных речных русел.

Происхождению спутанно-волнистой слоистости и перевернутых передовых слоев уделено значительное внимание. Имеется широко распространенное мнение, что эти текстуры образуются вследствие вертикального просачивания воды через рыхлые пески. Вода может перемещаться вследствие гидростатического напора, как, например, в аллювиальных конусах выноса. С другой стороны, эта вода может быть заключена в самом осадке. Пески у поверхности не уплотняются значительно, но зерна все же могут приобрести более плотную упаковку. В результате этого пористость уменьшается. Избыточная поровая вода при этом отжимается и мигрирует по вертикали.

Лабораторными опытами подтверждено, что этот процесс может действительно приводить к образованию спутанно-волнистой слоистости. Эксперименты показывают, что пески могут приобретать плотную упаковку при вибрации или при турбулентных завихрениях водного потока.

Показано, что спутанно-волнистая слоистость образуется в современных осадках как вследствие землетрясений, так и без их участия.

Запрокидывание спутанных складок и их ассоциаций вниз но течению и соответствующая деформация передовых слоев прямо указывают на то, что в их генезисе важную роль играют мощные водные потоки.

Соответствующие вертикальные деформационные текстуры меньшего масштаба проявляются в тонкослоистых мелкозернистых песках и алевритах, им присвоен термин спутанно-волнистая тонкая слоистость. Она геометрически подобна спутанно-волнистой слоистости, но проявляется в тонкозернистых осадках и в меньшем масштабе, обычно в слоях мощностью около дециметра. Спутанно-волнистая тонкая слоистость особенно характерна для турбидитовых песков, включая как тонкослоистые, так и тонко-косослоистые ритмы Боума, Корреляция осей складок с гребнями волновой ряби и наличие деформированных и размытых внутрипластовых поверхностей свидетельствуют о том, что подвижки были приблизительно одновременны с осадконакоплением. Следовательно, спутанно-волнистая тонкая слоистость образуется, вероятно, путем обезвоживания осадка при сдвиговых напряжениях, вызываемых самим турбидитовым потоком.

Спутанно-волнистая тонкая слоистость, спутанно-волнистая слоистость и перевернутые передовые слои — это три главных типа внутрипластовых деформационных текстур.

Там, где пески перекрывают иловые отложения, развиваются разнообразные текстуры. Граница раздела «песок — ил» часто деформируется различными путями. Наиболее типичны неправильно округлые тела песка, расположенные в подстилающем иле близ материнского пласта песка. Эти текстуры называются по-разному: текстуры продавливания, шаровые или подушечные и т. д. Все разнообразие большой группы текстур объединяется под названием текстур подошвы или ложа. Важно, однако, различать деформационные текстуры ложа, подобные текстурам продавливания, от эрозионных текстур типа штриховки и рифленых отпечатков. Некоторые эрозионные текстуры ложа также деформируются.

В редких случаях песчаные тела могут стать полностью отделенными от их материнского вышележащего слоя. Подобным образом слои песка могут быть смещены по своей длине с образованием изолированных песчаных караваев в иле (фиг. 85). Эти дискретные тела песка в иле называются псевдоконкрециями, в отличие от нормальных диагенетических конкреций.

Текстуры продавливания и псевдоконкреции наблюдаются на границах раздела песка и ила как в современных, так и в древних разнообразных обстановках. Они обычны в турбидитовых фациях, но наблюдаются также и в дельтовых и речных осадках. Считают, что эти текстуры образуются при дифференцированном давлении водонасыщенного песка на неконсолидированный ил. Их легко воспроизвести в лабораторных условиях.

Оползни

Оползневые текстуры, подобно описанным выше текстурам, включают постседиментационную пластическую деформацию песка и ила. Однако оползневые складки являются отчетливым свидетельством широких горизонтальных движений в одном и том же направлении. Оползневые складки обычно ассоциируют с постседиментационными тектоническими нарушениями и с главными пологонаклонными зонами срывов складчатости, называемыми плоскостями скольжения. Вдоль плоскостей скольжения в боковых направлениях смещаются большие массы осадков. В редких, но примечательных случаях оползшего на поверхности пласта можно видеть вулканчики песка с осевыми каналами и слоистыми конусами (фиг. 86). Они образовались из выносившегося кверху песка в процессе выдавливания воды, после того как оползень остановился.

Первоначально при изучении оползней и скольжения осадка было неясно: связаны ли эти явления с тектоническими причинами или со свойствами рыхлого осадка, О том, что подвижки происходили почти одновременно с накоплением осадка, свидетельствует тот факт, что складки и трещины разрыва перекрываются ненарушенными осадками, а ориентировки этих текстур не связаны с региональными тектоническими структурами. Разрушенные пласты могут быть пронизаны недеформированными корнями растений, ходами животных и нарушены постседиментационными тектоническими подвижками.

Оползни образуются тогда, когда происходит быстрое накопление илистого материала на неустойчивом склоне. Латеральные подвижки могут быть вызваны землетрясениями, штормами, но могут быть и самопроизвольными. Такие условия чаще встречаются на фронтах дельт в активно погружающихся бассейнах. В таких ситуациях известны многие случаи образования оползней.

Известно, что оползни образуются как на берегах рек, так и на континентальных окраинах. Громадные массы плейстоценовых осадков, например, смещены оползнем в районе Рокол-Бэнк (Северная Атлантика) вследствие тектонических подвижек, а также на континентальном склоне в районе восточного побережья Северного острова в Новой Зеландии. В последнем случае толща песчаных и алевритовых осадков плейстоцена мощностью 10—50 м сползала по плоскости скольжения с углом наклона 1—4°.

Примером наиболее крупных оползней может служить остров Барбадос, смещавшийся вниз в океанический бассейн, а затем вновь приподнятый тектонически.

Этот пример в какой-то степени демонстрирует, что широкие боковые смещения осадков обусловлены тектоническими причинами и относятся уже к сфере гравитационной тектоники.