Вивчення текстури порід. Внутрішарові текстури

Вивчення текстури порід

Текстура породи – це впорядкування складових частин осадової породи, яке виявляється в їхньому орієнтуванні, відносному розташуванні та розподілі у товщі. Текстурні ознаки впливають на характер і динаміку середовища відкладання осадів [40].

До текстур зачисляють:

• характер розподілу матеріалу в розрізах, перпендикулярних нашаруванню – внутрішарові текстури;
• різні знаки на поверхнях нашарувань – поверхневі текстури.

Залежно від часу та причин формування текстури поділяють на три групи:

• первинні виникають у процесі осадонагромадження, відображають особливості динаміки акумулювального геологічного агента (наприклад, утворення горизонтальної шаруватості в стоячій воді);
• вторинні сингенетичні (одночасні) з осадонагромадженням, але формуються процесами, які не пов’язані з діяльністю головного чинника седиментації (крижані жили, які утворилися одночасно з накопиченням делювію, сліди розчинення кристалів солі, конкреції). Вони виникають здебільшого у процесі діагенезу, тому їх ще називають діагенетичними;
• епігенетичні пов’язані з процесами постседиментаційного перетворення осаду (тріщини всихання на поверхні такирів; кріогенні текстури, утворені внаслідок сезонного промерзання-відтаювання багаторічномерзлих порід) [1].

Серед вторинних та епігенетичних текстур найпоширеніші ті, які пов’язані з мерзлотними та гравітаційними процесами. Важливе значення у морфолітологічних дослідженнях має вивчення первинних текстур.

Внутрішарові текстури

Виділяють три види внутрішарових текстур:

1. шарувата або верствувата;
2. флюїдальна;
3. невпорядкована (рис. 4.1.7).

Рис. 4.1.7. Типи внутрішарових текстур осадових порід:

І – шаруваті; ІІ – флюїдальні; ІІІ – хаотичні.
У шаруватих текстурах виділяють шари: 1 – косі; 2 – хвилясті: 2.1. – лінзовидні; 2.2. – власне хвилясті; 3 – горизонтальні;
А, Б, В – серії: А, Б – однонаправлені, Б, В – різнонаправлені;
а, б, в, г – прошарки, д – серійні шви

Шаруваті текстури

Шаруваті (верствуваті) – це текстури складових частинок породи, впорядкованих більшменш паралельно одна до одної. Свідчать про короткі періодичні зміни умов нагромадження, невелику швидкість і перерви в акумуляції відкладів.

Розрізняють шаруватість зовнішню та внутрішню.

Зовнішня шаруватість, або власне шаруватість, виражена шарами. Шари відрізняються один від одного складом, кольором та ін. Кожен шар виникає зі зміною географічних умов акумуляції (наприклад, у разі перетворення річкового русла в старицю, шар руслового алювію перекриється шаром старичного). Межі між шарами називають шаровими швами.

Внутрішня шаруватість простежується всередині шарів і представлена прошарками. Прошарки утворюються в короткочасних пульсаціях транспортуючого агента, але в незмінній фаціальній обстановці (наприклад, у руслі ріки накопичується шар руслового алювію, в якому помітна коса шаруватість). Ритмічність пульсацій веде до того, що прошарки в розрізі багаторазово повторюються, і групуються в серії. Межі між серіями прошарків називаються серійними швами.

Геологічні тіла, складені однорідною осадовою породою, обмежені двома паралельними поверхнями напластування, мають постійну потужність і значну площу називають пластом [43]. Назви пластів визначають за складом порід, які його утворюють: пласти вапняків, пісковиків тощо. Потужність пластів коливається від 30-40 см і більше. Поверхня, яка обмежує пласт зверху, називається крівлею, знизу – підошвою.

Ряд шарів або пластів, об’єднаних за якою-небудь ознакою, – віком, походженням, петрографічним складом, називають світою.

Загалом товща порід складається з таких текстурних елементів: прошарок – серія – шар – пласт – світа/горизонт – комплекс відкладів.

В осадах поширені три морфологічні типи внутрішньої шаруватості:

• коса,
• хвиляста,
• горизонтальна.

Кожен тип поділяється на підтипи, види та різновиди.

Коса шаруватість – це коли прошарки нахилені до серійних швів. Межі прошарків рівні, а напрям падіння збігається з напрямом руху потоку. Утворюється при найвищих швидкостях переміщення уламків. Головними чинниками формування є вода або вітер. Напрям падіння косих елементів вказує на напрям течії води або напрям вітру. Кожний прошарок утворюється на крутому схилі підводного валика, дюни чи уступу берегової відмілини.

Для руслових відкладів характерний діагональний підтип косої шаруватості: межі серій рівні, нахил прошарків однаковий. Дельтовим осадам властивий флексуроподібний підтип: межі серій також рівні, але прошарки зігнуті у вигляді букви S. В еолових відкладах буває виражений перехресний (клиновидний) підтип: серійні шви часто зрізають один одного, а рисунок прошарків різний. Делювіальні накопичення відрізняються досить складною черепично-лінзовидною шаруватістю: чергування шарів змитих порід з шарами похованих ґрунтів; межі шарів паралельні до поверхні схилу; малопотужні і дуже короткі косошаруваті серії; швидка зміна орієнтування серійних швів. Косохвилястий підтип формується за помірних швидкостей транспортуючого чинника. Серійні шви тут вже не рівні, а вигнуті. Крім того, можуть згинатися і самі прошарки – що нижча швидкість, то сильніший вигин і менший кут їхнього нахилу.

Хвиляста шаруватість – криволінійна форма прошарків, які паралельні один до одного. Межі прошарків і серійних швів мають легкі вигини. Формується за малих швидкостей транспортування частинок. Найбільш поширений вид – лінзовидна шаруватість.

Горизонтальна шаруватість – шари та прошарки паралельні до площини нашарування (рис. 4.1.8). Виникає в спокійних умовах осадонагромадження (ложе океану, глибоководна частина озера, болото). Прошарки виявляють зміну матеріалу, який надходить. Спостерігається головно в піщаних, алевритових і глинистих породах.

а
 
б
Рис. 4.1.8. Шарувата текстура флішових відкладів:
а) середньошарувата, складена головно прошарками пісковику і менше – алевролітами й аргілітами;
б) дрібношарувата (або тонкошарувата), складена здебільшого аргілітами й алевролітами та прошарками пісковику

Флюїдальні текстури

Флюїдальні – це текстури зім’яття, стискання (рис. 4.1.9). В породі наявні сліди правильного впорядкування шарів, але вони зім’яті під час перебування у напівв’язкому стані. Свідчать про деформацію осадів одночасно з їхнім відкладанням або зразу після нього. В морських умовах утворюються внаслідок підводного сповзання на крутих схилах і подальшого перетворення в процесі діагенезу й епігенезу, зокрема, обезводнення та стиснення. В континентальних умовах – це зсувні, соліфлюкційні, мерзлотні, льодовикові процеси та відклади.

а
 
б
Рис. 4.1.9. Косошарувата мульдоподібна текстура пісковику (а), флюїдальна мінералу (б) [10]

Невпорядковані або хаотичні текстури

Невпорядковані або хаотичні текстури – частинки у породі розміщуються без видимого впорядкування. Свідчать про швидке осадження чи безперервний великий приніс матеріалу. Це обвально-осипні, моренні, відклади селевих потоків.

Якщо породи позбавлені внутрішньої шаруватості, то їх називають масивними.

Характеристика внутрішарових текстур

Описуючи внутрішарові текстури, зазначають:

• морфологічний тип шаруватості (коса, горизонтальна);
• суть відмін між шарами: зміна складу і структури прошарків, зміна кольору, поява включень, нерівномірний розподіл органічних залишків, відміни в орієнтуванні уламків, характер сортування зерен у кожному прошарку, зміна розмірів зерен у серії і в групах серій вздовж розрізу;
• морфологічні ознаки прошарків (в одній серії):
  • обриси в розрізі – прямолінійні чи криволінійні;
  • співвідношення між собою – паралельне або не паралельне (поступово з’єднуються);
  • кут нахилу (для косих);
  • витриманість границь – перервні чи неперервні;
  • чіткість границь – різкі, виразні, невиразні, поступові;
• морфологічні ознаки серії прошарків:
  • обриси в розрізі – прямолінійні, вигнуті, хвилясті, клиновидні, мульдоподібні;
  • співвідношення серій – паралельне, перехресне;
  • направленість прошарків у суміжних серіях – однонаправлені, різнонаправлені;
  • чіткість серійних швів – різкі, виразні, невиразні, поступові;
• потужність прошарків, серій і шарів. За товщиною шарів шаруватість поділяють на: масивну (понад 50 см), великошарувату (50-10 см), середньошарувату (10-2 см), тонкошарувату (2-0,2 см), мікрошарувату (частки міліметра). За потужністю серій розрізняють: дуже велику шаруватість (понад 1 м), велику (10 см-1 м), дрібну (10-1 см), дуже дрібну (менше 1 см) [1];
• форми й умови залягання шарів. Форми залягання: лінзи, виклинювання, вал, шлейф, перетиск пласта, роздуття пласта тощо. Умови залягання або їх ще називають елементами залягання пласта:
  • простягання – лінія перетину крівлі пласта з горизонтальною площиною. Її характеризують азимутом простягання – розташуванням цієї лінії стосовно сторін горизонту;
  • падіння – нахил пласта стосовно горизонтальної площини. Визначають азимут і кут падіння. Азимут падіння – площина, розташована перпендикулярно до простягання шару[47]. Якщо простягання має два азимути, то падіння – один. Азимут падіння відрізняється від азимуту простягання на 90º. Кут падіння – це кут між крівлею шару та горизонтальною площиною (рис. 4.1.10).

Рис. 4.1.10. Елементи залягання шару:
1 – лінія простягання, 2 – лінія падіння, α – кут падіння пласта

 Шаруватість краще видно на незачищеному відслоненні. Її виявляють процеси вивітрювання. Проте в деяких візуально однорідних відкладах текстури видно на свіжих зрізах, після видалення лопатою верхньої кірки. Це характерно, наприклад, для лесів, які виявляють мікрошаруватість. Її можна розглянути під збільшенням (під лупою).