Слои и взаимоотношения слоистых толщ

Слоем называют геологическое тело, обладающее намного большей длиной, чем шириной, и ограниченное сверху и снизу параллельными поверхностями. И в пространстве, и в плане слой обладает конечными размерами, но он может простираться на большие расстояния. Один слой отличается от другого составом, цветом, размером зерен, характером слоистости, фауной И т. д.

Верхнюю поверхность слоя называют кровлей, а нижнюю — подошвой. Кратчайшее расстояние от кровли до подошвы называют истинной мощностью слоя. Таким образом, основными элементами слоя являются подошва, кровля и мощность.

Слои образуются в процессе накопления осадков, и формирование каждого иного вышележащего слоя связано с изменением условий осадконакопления. Чем выше расположен слой, тем он моложе. Слой не может быть бесконечным, где-то он кончается, или, как говорят, выклинивается. На его протяжении можно наблюдать изменение состава и цвета. Переходы от одного слоя к другому могут быть очень резкими или постепенными. Термин «пласт» является синонимом термина «слой», но используют его обычно по отношению к полезным ископаемым: пласт каменного угля, пласт фосфоритов, пласт горючих сланцев. Слои могут объединяться в пачки и толщи.

Изучение характера слоистости состава слоя, размерности слагающих его зерен, окраски помогает восстанавливать условия осадконакопления. Так, залегание слоев параллельно друг другу указывает на спокойный характер осадконакопления в условиях, когда волны не могли нарушать осадок. А это говорит о том, что этот слой формировался на глубине более 100—150 м.

Быстро изменяющаяся линзовидная наклонная слоистость свидетельствует о неспокойном осадконакоплении. Особенно быстро менявшимся обстановкам, когда вода двигалась неравномерно, соответствует косая слоистость. Она встречается в речных аллювиальных, в дельтовых отложениях. В континентальных условиях часто проявляется линзовидная слоистость, свидетельствующая о быстро изменявшихся речных руслах, исчезавших озерах (озерные отложения заполняли какую-то впадину, а потом озеро пересыхало).

Взаимоотношения слоистых толщ. Характер толщ может многое рассказать геологу о наступании или, наоборот, отступании моря, о глубине осадконакопления, о тектонических движениях земной коры.

Рис. 5.1. Трансгрессивное (а) и регрессивное (б) залегания отложений. Внизу показаны вертикальные разрезы отложений Представим себе, что уровень моря соответствует точке, А (рис. 5.1). Тогда у берега будут отлагаться более грубые осадки — галечники, потом пески, а мористее — глины и еще дальше — карбонатный ил. Теперь предположим, что уровень моря повысился и переместился в точку В. Последовательность отложений от берега в сторону моря будет та же самая, но над галечниками, сформировавшимися, когда море было в точке А, будут накапливаться пески, а над песками — глины и т. д. Если уровень моря еще поднимется и берег переместится в точку В, последовательность отложений не изменится, но грубые осадки будут сменяться более тонкими. Таким образом, в результате наступания моря, или трансгрессии, образуется толща осадков, в основании которой будут находиться грубые осадки, галечники, сменяющиеся выше песками, а далее — глинами и карбонатными илами. Такую последовательность осадков называют трансгрессивной.

В случае понижения уровня моря, или его регрессии, вся последовательность накопления осадочных отложений будет противоположной трансгрессивной серии, т. е. смена осадков будет происходить от тонких к грубым. Такую толщину осадков называют регрессивной.

Изучая геологические разрезы отложений, можно по характеру смены осадочных пород восстанавливать условия, в которых они формировались.

Рис. 5.2. Несогласное залегание отложений.

Наблюдаются два основных типа взаимоотношений слоистых толщ: согласное и несогласное.

В первом случае слои различных толщ залегают друг на друге параллельно и согласно, без следов каких-либо перерывов. Это говорит о том, что происходило непрерывное опускание соответствующего участка земной коры и также непрерывно шло накопление осадков.

Несогласное залегание двух осадочных толщ друг на друге свидетельствует о перерыве в накоплении слагающих их осадков. Он может быть зафиксирован поразному, но всегда присутствует волнистая поверхность с карманами, неровностями на поверхности нижней толщи, а в основании верхней толщи находится небольшой по мощности слой, в котором содержатся гальки и обломки пород нижней толщи. Контакт двух толщ в этом случае называют поверхностью несогласия (рис. 5.2).

Различают два основных типа несогласного залегания пород (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Несогласия: а — параллельное; б — угловое В случае параллельного несогласия слои нижней и верхней толщ залегают параллельно друг другу, но между ними располагается поверхность несогласия, которая свидетельствует о перерыве в осадконакоплении. Он мог быть кратким по времени, а мог быть и очень длительным.

В другом случае между слоями верхней и нижней толщ существует некоторый угол, изменяющийся от нескольких градусов до 90° и даже 180°. Такое несогласие называют угловым. Оно говорит о том, что после накопления слоев нижней толщи они были наклонены или смяты в складки. После этого толща опустилась ниже уровня моря, и наклонные слои были срезаны эрозией. Впоследствии на эродированной поверхности слоев накопилась новая толща осадков, залегающая на нижней с угловым несогласием. Угловые несогласия указывают на происходившие подвижки земной коры. Поэтому анализ несогласий — это хороший метод реконструкции тектонических движений.

Вопросы

• 1. Что называют слоем?
• 2. Что такое истинная мощность слоя?
• 3. Как выглядит разрез трансгрессивной и регрессивной серии осадков?
• 4. Что представляют собой согласное и несогласное залегания отложений?
• 5. В чем отличие параллельного несогласия от углового?