Estructuras sedimentarias de origen físico
1. Estructura del lecho
El lecho es un patrón en capas formado dentro de una capa de roca al apilar sedimentos en capas. Consiste en el color, la composición o la forma de las partículas sedimentarias, el tamaño, etc. cambios en la dirección vertical. La mayor parte del lecho se forma durante la sedimentación, principalmente relacionada con la acción mecánica de los fluidos, y se denomina lecho sedimentario. Una cantidad muy pequeña de lechos se forma mediante reorganización mecánica o precipitación química después del entierro y antes de la consolidación, y se denomina lecho diagenético. En términos generales, el lecho se refiere a lecho sedimentario.
Los términos básicos que describen el lecho son: lámina, serie de capas y grupo de capas (Figura 8-1).
Figura 8-1 Las unidades que lo componen y tipos comunes de ropa de cama
◎Lamina: también llamada capa fina. Es la unidad en capas más pequeña que se puede dividir en lecho. Las láminas tienen límites superiores e inferiores obvios. El color interno, la composición o el tamaño de las partículas son relativamente uniformes y no se pueden dividir más. El espesor de una sola lámina se encuentra generalmente en el rango milimétrico, pero también puede ser inferior a 1 mm o hasta varios centímetros. Las mismas láminas se forman al mismo tiempo o casi simultáneamente en las mismas condiciones.
◎Sistema de capas: también llamado monocapa. Puede formarse apilando un grupo de láminas idénticas o similares, o puede no contener láminas y mostrar sólo las características de gradiente de granularidad. El mismo sistema de capas se acumula durante un período de tiempo básicamente en las mismas condiciones. La interfaz entre capas adyacentes se llama plano de asiento. En la sección vertical de la formación rocosa, tanto el plano de las láminas como el plano del lecho están representados por la textura.
◎Grupo de sistema de capas: también llamado grupo de capas. Está formado por el apilamiento de dos o más capas idénticas o relacionadas genéticamente. El grupo de formación se forma debido a cambios o fluctuaciones regulares en el estado de movimiento del fluido, la tasa de deposición de sedimentos u otras condiciones de deposición durante un período de tiempo.
No toda la ropa de cama se puede dividir en láminas, sistemas de cama o grupos de sistemas de cama. Entre ellos, los lechos que se pueden distinguir o que tienen visualización de textura se denominan lechos laminares, como lechos horizontales y paralelos, lechos cruzados, lechos ondulados, lechos veteados o lenticulares, etc., mientras que aquellos que no se pueden distinguir son laminaciones o lechos; sin visualización de textura se denominan ropa de cama no laminar, como ropa de cama graduada, ropa de cama masiva, etc.
(1) Ropa de cama horizontal
Las láminas son planas, apiladas paralelas entre sí y paralelas a las capas. El espesor de las láminas es pequeño y está presente en la vertical. Secciones en todas las direcciones de la capa de roca se muestran densas texturas lineales paralelas. Está relativamente desarrollado en limolitas y lutitas (Figura 8-2A). A veces se observa estratificación horizontal en piedra caliza (Figura 8-2B).
Figura 8-2 Encamado horizontal
(2) Encamado paralelo
Similar al encamado horizontal, también consta de láminas planas capas paralelas superpuestas. La diferencia es que el espesor de la lámina es mayor, el rango de distribución es más amplio (Figura 8-3), el tamaño de las partículas de la composición es más grueso y la textura a menudo no es tan clara como la del lecho horizontal. El lecho paralelo es más común en arenisca gruesa, arenisca u otras rocas de tamaño de grano similar. Es una estructura sedimentaria formada en un ambiente donde el cuerpo de agua es poco profundo y la velocidad del flujo es rápida.
Figura 8-3 Estratificación paralela grande
（www.southeastern geology.org.gif）
(3) Estratificación oblicua y cruzada
Las características de estos dos tipos de ropa de cama son que las láminas y las interfaces de capas y capas se cruzan oblicuamente. ① En un sistema de una sola capa, una serie de láminas que se inclinan en la misma dirección se apilan paralelas entre sí y se cruzan en un cierto ángulo con la interfaz del sistema de capas, lo que se denomina lecho oblicuo o lecho oblicuo. ② Cuando se superponen muchas capas entre sí para formar un grupo de capas, la dirección de inclinación de las láminas en cada sistema de capas y el ángulo de intersección entre las láminas y la interfaz y la capa del sistema de capas pueden ser iguales o diferentes, lo que muestra la características del entrelazado, que se denomina ropa de cama cruzada.
En términos de morfología y origen, el lecho cruzado es un tipo de lecho complejo y cambiante, que se divide en los siguientes tres tipos según la forma del sistema de capas:
◎ Plataforma cruzada: las interfaces de cada capa son planas y paralelas a la capa. Las capas individuales tienen forma de placa con igual espesor, en las cuales las láminas son rectas o ligeramente cóncavas y se cruzan oblicuamente con la interfaz de la capa (Figura). 8-4A).
◎Cama cruzada en forma de cuña: las interfaces de cada capa también son planas, pero no paralelas entre sí. Las capas individuales son desiguales en espesor y en forma de cuña, y sus láminas internas son similares a. lecho cruzado en forma de placa (Figura 8-4B).
◎Cama transversal en forma de artesa: la interfaz de la capa es una superficie curva cóncava en forma de cuchara. En las secciones transversales con diferentes orientaciones de la capa de roca, el grado de concavidad de la superficie curva es diferente. Generalmente, la superficie cóncava es más cóncava en las secciones transversales perpendiculares a la dirección del flujo que en las secciones transversales paralelas a la dirección del flujo. La sección transversal muestra un estado cóncavo más fuerte. Las láminas dentro del sistema de capas son en su mayoría superficies curvas cóncavas, que generalmente se cruzan oblicuamente con la interfaz del sistema de capas (Figura 8-4C, D).
El lecho cruzado es principalmente producto del flujo direccional del agua. El caudal de agua tiene un impacto importante en el espesor de la capa. Cuanto mayor es el caudal, mayor es el espesor de la capa formada. El lecho cruzado también se utiliza a menudo para determinar la dirección del flujo de agua e indicar las direcciones superior e inferior de las formaciones rocosas.
En capas adyacentes de lecho cruzado, las direcciones de inclinación de las láminas son generalmente las mismas, pero a veces las direcciones de inclinación de las láminas en capas adyacentes son completamente opuestas y los ángulos de inclinación son similares, mostrando una apariencia similar a una pluma. Las características en forma de espiga y en forma de espiga (Figura 8-4E, F) son signos de flujo de agua en dos direcciones, como la capa anterior formada por la marea creciente y la capa anterior formada por la marea menguante.
Figura 8-4 Ropa de cama cruzada
(4) Ropa de cama ondulada
La ropa de cama ondulada se refiere a muchas capas finas onduladas apiladas juntas El tipo de ropa de cama que la compone . Las láminas onduladas tienen forma simétrica o asimétrica. La formación de lechos ondulados requiere una alta tasa de deposición. Las láminas superpuestas y las láminas subyacentes pueden superponerse en la misma fase (las crestas de las capas superior e inferior están alineadas con las crestas, y los valles están alineados con los valles), o pueden superponerse fuera de fase (las crestas de las capas superior e inferior están desalineadas, o las crestas de las capas superior e inferior están desalineadas, o las crestas de las capas superior e inferior están alineadas (la depresión de la onda es tangente o se cruza con la cresta de la onda de la lámina subyacente). Los que se superponen en una misma fase se denominan estratificación ondulada en fase; los que se superponen en fases diferentes se denominan estratificación ondulada trepadora (Figura 8-5).
Figura 8-5 Lecho ondulado
(5) Lecho de vena y lecho lenticular
Ambos tipos de lecho son fangosos y Un lecho compuesto formado por la deposición alterna de sedimentos arenosos (limo o arena fina). ① El lecho de vetas también se llama lecho aplanado. Su característica principal es que los sedimentos son principalmente arena. En la sección transversal, el lodo está intercalado en los sedimentos arenosos en forma de venas o cintas alargadas (Figura 8-6A). ② El lecho lenticular es lo contrario. Los sedimentos son principalmente barro. En la sección transversal, la arena está intercalada con los sedimentos fangosos en forma de lentes o cintas alargadas (Figura 8-6B). También se pueden desarrollar laminaciones como capas cruzadas en los sedimentos arenosos dentro de estos dos tipos de capas. En las formaciones rocosas, a menudo se producen lechos de vetas y lechos lenticulares que se transforman entre sí.
Tanto el lecho de venas como el lecho lenticular son depositados por agua que fluye con una velocidad inestable en condiciones de suficiente suministro de sedimentos. Si la velocidad del flujo es generalmente alta, solo ocasionalmente disminuirá, formando vetas. si la velocidad del flujo es generalmente baja y aumenta en ráfagas, se formará un lecho similar a una lente.
Figura 8-6 Ropa de cama venosa y ropa de cama lenticular
(6) Ropa de cama rítmica
Dos niveles con composiciones o colores obviamente diferentes La ropa de cama se forma alternando capas delgadas Se llama ropa de cama rítmica. El espesor de cada capa fina del lecho puede ser igual o desigual y el espesor es variable. La composición dentro de la capa delgada es relativamente uniforme y las alternancias de composición comunes son: arena o lodo limoso, lodo carbonatado (Figura 8-7A), lodo silíceo (Fig. 8-7B), carbonato-sílice, etc. La alternancia de composición y color aparece simultáneamente, reflejando cambios repetidos en el ambiente de depósito, las condiciones climáticas y el suministro de materiales.
Figura 8-7 Cama rítmica
(7) Cama según el orden de los granos
La cama según el orden de los granos, también conocida como cama graduada, es un importante El no -La ropa de cama laminada no muestra láminas ni textura en la ropa de cama, pero las partículas gruesas y finas cambian continuamente en la dirección vertical. Dentro de cada unidad de depósito se exhiben cambios graduales en el tamaño de grano. En la sección de roca, de acuerdo con la tendencia del gradiente, la secuencia de granos se puede dividir en tres tipos:
◎Secuencia de granos positiva: desde la parte inferior hasta la parte superior de una unidad sedimentaria, los granos cambian gradualmente de de grueso a fino (Fig. 8-8A);
◎Secuencia de grano inversa: desde la parte inferior hasta la parte superior de una unidad sedimentaria, los granos cambian gradualmente de fino a grueso;
◎ Secuencia de grano bidireccional: secuencia de grano hacia adelante y hacia atrás La secuencia se conecta gradualmente. Refleja el cambio gradual en la velocidad del flujo de agua.
Además, en toda la capa graduada, existen materiales de grano fino como matriz de partículas gruesas, y las características graduadas solo se muestran por el tamaño de las partículas gruesas (Figura 8-8B). El tipo de lecho granular se llama Es un lecho de clasificación de cola gruesa, que se forma mediante la descarga rápida de flujo de gravedad de escombros o flujo de densidad (como flujo de escombros, corriente de turbidez, flujo de tormenta, etc.).
Figura 8-8 Ropa de cama en secuencia de granos
(Montaña Danxia, Shaoguan, Guangdong)
(8) Ropa de cama masiva
Cuándo la totalidad Una formación rocosa o una parte estratificada dentro de una formación rocosa que es uniforme en composición, estructura o color, o que aunque está muy desordenada, tiene cierta uniformidad macroscópica, sin mostrar láminas ni textura, ni otras capas constituyentes. , la capa de roca o la parte en capas muestra un lecho masivo o uniforme. Los lechos masivos pueden formarse por sedimentación o mediante transformación diagenética de otros lechos. Hay dos causas del lecho sedimentario masivo. Una es que las condiciones ambientales (incluido el suministro de materiales originales, las características físicas, químicas y biológicas del medio ambiente, etc.) son estables durante mucho tiempo y los sedimentos están completamente y. la otra es que los sedimentos se acumulan de manera completamente uniforme. El flujo por gravedad de desechos de densidad extremadamente alta o el flujo de densidad se descargan rápidamente y las partículas de diversas composiciones y tamaños se depositan simultáneamente sin tener tiempo para diferenciarse.
2. Estructura ondulada
Se denomina estructura ondulada a una ondulación regular formada en el plano de sedimentación por la acción mecánica del agua o del viento. Se compone de crestas relativamente convexas y depresiones relativamente cóncavas dispuestas alternativamente en una determinada dirección en la superficie superior de la capa de roca. Se encuentra ampliamente en arenisca, limolita, roca arcillosa y otras rocas de tamaño de partículas similar.
(1) Elementos de ondulación
A menudo se utilizan cuatro elementos cuantitativos para describir la morfología de las ondulaciones (Figura 8-9). cresta, son:
◎Longitud de onda (L): se refiere a la distancia entre dos picos de onda adyacentes;
◎Altura de onda (H): se refiere a la distancia vertical desde el pico de la onda al canal de la onda;
◎Índice de ondulación (RI): se refiere a la relación entre la longitud de onda y la altura de la ola (L/H);
◎Índice de simetría (SI): se refiere a la relación de la distancia de proyección entre la pendiente suave y la pendiente pronunciada de la misma cresta o valle de la onda (ι1/ι2).
Figura 8-9 Elementos de ondulación
Además, la forma de las ondas también incluye la forma de las crestas y valles de las olas y sus formas de extensión en la superficie superior de la formación rocosa. Las crestas de las olas se pueden dividir en picos redondos, picos agudos y picos planos, mientras que los valles de las olas solo se pueden dividir en valles redondos y valles agudos. Las formas de extensión de las crestas onduladas son muy complejas y las típicas incluyen líneas rectas, formas onduladas, formas de lengua, formas de rombos, formas de media luna, etc.
(2) Tipos de marcas onduladas
Según las causas, las marcas onduladas se pueden dividir en tres tipos básicos: marcas onduladas del agua, marcas onduladas de las olas y marcas onduladas del viento.
◎ Ondas de agua: Son ondas simétricas formadas por un flujo de agua direccional. Común L=5~60 cm, H=0,3~10 cm, RI=8~15 cm, SI>2,5, muchas con líneas rectas. , crestas onduladas, crestas en forma de lengua o crestas en forma de rombo. La suave pendiente de la cresta es la superficie bañada por agua corriente, y la tendencia general es opuesta a la dirección del flujo. En la sección transversal, a menudo se pueden ver láminas paralelas a la superficie de la pendiente pronunciada, lo cual es una señal importante para identificar las marcas de ondulaciones del agua. Puede aparecer en ambientes fluviales, lacustres y marinos de diversas profundidades (Figura 8-10A, B), pero no se desarrolla en rocas fangosas.
◎Marcas de ondulación: Son marcas de ondulación formadas por la oscilación del agua. A menudo son simétricas o asimétricas con picos y valles redondos. Común L=1~200 cm, H=0,3~20 cm. ~16 cm, en su mayoría crestas rectas, pero pueden bifurcarse o fusionarse en la dirección de extensión. Generalmente se produce en ambientes marinos y lacustres con cierta profundidad de agua (Figura 8-10C).
◎Marcas onduladas formadas por el viento: marcas onduladas formadas por el viento que sopla sobre la superficie de sedimentos granulares sueltos expuestos (principalmente arena). A menudo tienen formas asimétricas con picos y valles redondos. 1~30 cm, H=0,5~1 cm, RI=10~50 cm, en su mayoría rectos, extendiéndose de manera estable, a veces bifurcados. Las ondas del viento son muy similares a las ondas del agua. La diferencia es que las ondas del viento son relativamente pequeñas. Los granos de arena en las crestas o crestas de las olas suelen ser más gruesos que los de los valles de las olas, e incluso aparecen gravas finas (Figura 8-10D).
Figura 8-10 Marcas de ondulación
Entre las marcas de ondulación reales, también hay una marca de ondulación compuesta, que es una combinación de agua que fluye y agua que fluye o agua que fluye y ondas que se forman. marcas de ondulación, por ejemplo, en una pendiente suave con marcas de ondulación más grandes, se superponen marcas de ondulación más pequeñas en la misma dirección y se superponen crestas lineales o marcas de ondulación de crestas curvas en diferentes direcciones para formar marcas de ondulación en forma de cuadrícula (o ondas de interferencia). marcas), etc. espere. Además, a medida que el cuerpo de agua se vuelve menos profundo, los picos originales de las marcas onduladas que se han formado bajo el agua pueden desaparecer y convertirse en picos redondos. Después de emerger de la superficie del agua, el agua o el viento pueden aplanarlos para convertirse en picos planos. Los picos aislados de las olas pueden ocasionalmente acumularse cerca. Los dos lados de la depresión de la ola convierten gradualmente el valle redondo en un valle agudo, por lo que la cima plana o el valle agudo pueden considerarse como una señal de que el cuerpo de agua cambia de profundo a poco profundo. o las marcas onduladas comienzan a quedar expuestas.
3. Grietas de barro, marcas de lluvia y marcas de granizo
Estas tres estructuras se forman cuando la superficie superior del sedimento blando recién depositado se expone a la atmósfera y se denominan colectivamente. como estructuras expuestas, a menudo ocurre en rocas arcillosas, limolitas arcillosas o calizas de tamaño de partículas comparable.
◎ Grietas de barro: también conocidas como grietas secas. Es una estructura de fisura en la superficie superior formada debido a la rápida deshidratación y contracción de los sedimentos expuestos durante la sequía o la exposición al sol (Figura 8-11A). La grieta mide unos pocos milímetros o más de 1 a 2 cm de ancho y de unos pocos centímetros a decenas de centímetros de profundidad. Las grietas en dos direcciones, que se extienden en una línea discontinua o en forma de curva, a menudo se conectan en forma de T o de Y cuando se encuentran, dividiendo la superficie superior en una serie de polígonos de bordes rectos o curvos. En la sección de roca, las grietas son generalmente verticales, con paredes internas planas, que terminan dentro de la formación rocosa, con un extremo inferior en forma de V o, a veces, de U. En ocasiones, pueden atravesar toda la formación rocosa, pero no penetrar. la superficie superior de la formación rocosa subyacente. Las grietas suelen estar llenas de sedimentos superpuestos.
◎Marcas de lluvia: Son hoyos poco profundos y de fondo plano formados por gotas de lluvia más grandes pero escasas sobre la superficie de un sedimento blando. Un único hoyo poco profundo tiene forma aproximadamente redonda u ovalada (Figura 8-11B), con un diámetro de 2 a 5 mm y una profundidad de 1 a 2 mm. El borde del hoyo suele ser ligeramente más alto que la superficie. Las gotas de lluvia demasiado pequeñas, demasiado finas o una lluvia continua durante demasiado tiempo no favorecen la formación de marcas de lluvia.
◎Marcas de granizo: generalmente son similares a las marcas de lluvia, excepto que el fondo del pozo suele tener forma de arco y el borde del pozo es convexo. Sin embargo, tiene poca importancia práctica estrictamente. distinguir entre marcas de lluvia y marcas de granizo.
Figura 8-11 Grietas de barro y marcas de lluvia
4. Estructuras de erosión
Las estructuras de erosión son estructuras cóncavas y convexas desarrolladas en la interfaz de capas de roca con diferentes tamaños de grano. Los fluidos de mayor velocidad lavaron algunos hoyos cóncavos en la superficie superior de los sedimentos subyacentes, que luego fueron cubiertos por los sedimentos suprayacentes para formarlos y preservarlos. Los surcos formados por la erosión se denominan marcas de erosión (pozos de erosión, surcos de erosión). Una vez cubiertos, se formará una protuberancia que es exactamente del mismo tamaño y forma que las marcas de socavación en la superficie inferior de la capa de cobertura, lo que se denomina molde, impresión o simplemente molde. Por lo general, el fluido de limpieza es también el fluido que deposita la capa de cobertura, por lo que la capa de cobertura es a menudo más gruesa que la capa lavada, tal como una capa de roca con grava que cubre una capa de roca arenosa o una capa de roca con grava o arena que cubre una capa de roca limosa. . superior.
5. Estructura de drenaje
En condiciones de entierro, el agua contenida en los sedimentos mecánicos no consolidados es forzada por el exceso de presión de poro y puede migrar rápidamente hacia arriba (es decir, drenar el agua), mientras tira de los correspondientes. las partículas se mueven con ellas. Este efecto se llama licuefacción de los sedimentos. El resultado de la licuefacción es que la estructura sedimentaria original de los sedimentos se modifica o destruye, y al mismo tiempo se forman nuevas estructuras. Estas estructuras formadas por el drenaje o licuefacción de sedimentos se denominan colectivamente estructuras de drenaje (Figura 8-12). Las estructuras de drenaje comunes incluyen estructuras de textura flotante, estructuras en forma de plato, estructuras de tuberías de drenaje y estructuras envueltas.