2. Vrstvy a sedimentární textury
Vrstevnatost je základním znakem sedimentárních hornin.
Definice vrstvy – petrografická:
deskovité těleso jednotného petrografického složení, lišící se svým složením od
podloží a nadloží. Genetická definice: sedimentační jednotka uložená jediným
sedimentačním procesem.
Vrstevnatost (vnější
znak) a zvrstvení (vnitřní, texturní znak) – obr. 1. Mocnost vrstev a rychlost jejich střídání
určuje rychlost změn sedimentačních podmínek. Index zvrstvení charakterizuje
rychlost změn (
|
|
|
Obr. 1. Typy zvrstvení (podle
J. Petránka in Jaroš, Vachtl, 1978) a) šikmé rovnoběžné, b, c) šikmé sbíhavé,
d) křížové, e) korytovité, f) horizontální, zvlněné, g) přerušované, h)
čočkovité, i) nezřetelné, j) gradační (pozitivní), k) gradační (negativní). |
Gradační
zvrstvení
Poloha s gradačním zvrstvením (obr. 2) nasedá ostře na podloží.
Pozvolná změna v zrnitosti může být pozitivní (nejčastěji) nebo negativní.
Dva základní typy gradace: základní hmota sedimentu má zrnitost stejnou, ale
klesá nebo stoupá množství hrubé frakce mění se střední i maximální velikost
zrna (častější případ).
|
|
|
Obr. 2.
Gradační zvrstvení, Kosov u Berouna, silur (foto
P. Bokr). |
Každý
sedimentační proces, který rychle začíná a pomalu vyznívá, produkuje pozitivní
gradaci. Ideální uspořádání bývá patrné ve flyšových sedimentech uložených
turbiditními proudy. Podle hustoty proudu a mechanizmu proudění (Lowe, 1982)
turbiditické sekvence mohou vznikat řídkými proudy, hustými proudy a nasycenými
proudy.
U řídkých (klasických) proudů tvořených
jílem, prachem a pískem jsou zrna udržovaná v suspenzi turbulencí.
Gradace, utvářející se podle zákonů gravitace, je uspořádána v tzv. Boumově
sekvenci s posloupností intervalů označovaných písmeny a – e,
resp. indexy Ta – Te (obr. 3, 4).
|
|
||
|
Obr. 3a.
Idealizovaný profil turbiditem – vrstvou uloženou turbiditním proudem Ta – Te: divize Boumovy sekvence se
schematizovaným typem zvrstvení, dole: velikostní frakce – jíl – prach (silt) –
písek – štěrk.
|
Ta - gradační
nebo masívní interval. Náleží obvykle nejhrubšímu sedimentu (slepence nebo
hrubozrnné pískovce). Často jílovité útržky (závalky, obr. 5) a miskovitá
textura.
Tb - spodní
interval paralelní laminace. Přechod z podloží je pozvolný.
Tc - interval
se šikmým zvrstvením. Zvrstvení je hlavně čeřinovité. Bývá též konvolutní
textura (postsedimentační deformace).
Td - svrchní
interval paralelní laminace. Obvykle jílovitý úsek s laminami prachovce,
resp. jemnozrnného pískovce.
Te - pelitový
interval – homogenní jílovec.
Nad Te následují autochtonní hemipelagické
jílovce, lišící se často barvou (p); nad CCD bývají bohatější karbonátem.
V uloženinách
turbiditů se rozlišuje část proximální (bližší zdroji) a část distální.
|
|
|
|
Obr. 4. Příklad turbiditní sedimentace, křída,
Trojanovice (foto P. Skupien). |
Obr. 5.
Intraklasty pelitické horniny na bázi vrstvy pískovce, Hukvaldy, svrchní
křída (foto P. Skupien). |
Sekvence usazené z hustých proudů, ve kterých může být
unášen i štěrk, se označují písmenem S. Čím větší je koncentrace
suspenze, tím větší klasty může proud nést. U S sekvencí Lowe
(1982) definuje spodní jednotku S1, ve které je patrné
paralelní a šikmé zvrstvení, S2 jednotku, ve které je horizontální laminace
s gradací (počet hrubších lamin ubývá do nadloží) a jednotku S3,
která má normální gradaci a obsahuje textury vzniklé unikáním vody (konvolutní
textury, miskovitou a pilířkovitou texturu).
|
|
|
Obr. 6. Příklad sedimentace hustých proudů, křída, Bílá (foto P.
Skupien). |
V nasycených proudech (bahnotoky a úlomkotoky, někdy též označované jako
uloženiny kohezivních proudů) jsou větší klasty podpírány jemnou matrix
v suspenzi. Mají značnou hustotu, částice v matrix plavou a nemohou
se zaoblovat. Sekvence se označují písmenem R. V transportu částic
se uplatňuje též trakce (vlečení).
Zvláštní kategorii představují zrnotoky. Zrna jsou udržovaná
v suspenzi kontakty mezi sebou. Ke vzniku potřebují aspoň osmnáctistupňový
svah. Vyznačují se negativní gradací a stopami po úniku vody (miskovité
textury).
Laminace
Druh vrstevnatosti s vrstvami
méně mocnými než
|
|
|
|
Obr. 7. Laminace, karbon, Jakubčovice (foto P.
Skupien). |
|
Laminace
z genetického hlediska:
- vzniklá
pravidelným opakováním podmínek (např. sezónních),
-
epizodická – náhodné a nepravidelné události (spad prachu, sopečný výbuch),
- vzniklá
jediným sedimentačním pochodem (distálním turbiditním proudem Tb, Td).
Mázdřité,
vlnité a čočkovité zvrstvení
Rozlišuje
se na základě poměru hrubší písčité komponenty k jemnějšímu jílu. Příčinou
je střídání proudové činnosti s klidem. V prvé fázi se tvoří
čeřinovité proudové zvrstvení.
Mázdřité
(flaser bedding) – čeřinovitě zvrstvené pískové polohy odděleny mázdrami jílů.
Vlnité –
z jílovitých mazder se vytvářejí souvislé polohy.
Čočkovité
– v jílovité hmotě jsou izolované čočky šikmo zvrstvených písků (k
dispozici je jen malé množství písku – vznikají jen izolované hřbety).
Mázdřité
zvrstvení je dokladem mělkovodní sedimentace (do
Šikmé
zvrstvení (též
diagonální nebo proudové)
Vrstvy
jsou jednotně ukloněny vzhledem k sedimentačnímu povrchu. V případě
dvou jednotek protiklonných – křížové zvrstvení.
Dva
základní typy šikmého zvrstvení:
·
planární (šikmé vrstvičky s rovnou
bází),
·
výmolové nebo korytovité (šikmé vrstvičky
uložené ve lžícovitých erozivních výmolech, které jsou protaženy ve směru
proudu).
|
Obr. 8. Šikmé zvrstvení, Sandberg na Slovensku,
neogén (foto P. Skupien). |
Čeřiny
Vznik
čeřin je spojován s tzv. proudovým režimem. Podle rychlosti proudu
a koncentrace pevných částic ve vodě se rozlišuje spodní (nízký),
přechodný a svrchní (vysoký) proudový režim.
|
Obr. 9. Čeřiny, trias,
Devět křížů (foto P. Skupien). |
Obr. 10. Čeřiny, karbon,
Rožnava (foto P. Skupien). |
K charakteristice
čeřin se někdy používá čeřinový index – poměr délky vlny L
k amplitudě H (L/H). Vedle délky vlny, symetrie a asymetrie se pro
klasifikaci využívá též charakteristika průběhu hřbetů v ploše. Hřbety
mohou být přímé, sinusoidní, bifurkující, přerušované.
Bahenní praskliny (desikační
trhliny)
Tvoří se
rychlým zmenšováním objemu vysoušeného sedimentu. Výskyty bývají pokládány za
důkaz vynoření nad hladinu (zejména v aridních oblastech). Mohou však
vznikat i pod hladinou (otřesy dna a tzv. synerezí – procesem rychlého
odvodnění sedimentu).
|
|
|
|
Obr. 11. Bahenní praskilny, trias, Devět křížů (foto P. Skupien). |
Obr. 12. Bahenní praskliny, perm, Kalná (foto P. Skupien). |
Další klasifikace sedimentárních
textur:
·
primární, vzniklé během sedimentace (šikmé
zvrstvení, proudové stopy),
·
sekundární, vzniklé po sedimentaci
(skluzové nebo konvolutní),
·
lineární, protažené ve směru proudu,
·
vnější – textury vrstevních ploch, které
deformují jen povrch vrstev,
·
vnitřní – deformující celou vrstvu nebo
skupinu vrstev.
V angloamerické
literatuře se rozlišují casts (výlitky) a marks (originální
stopy), čeština jen jednotně stopy. Textury se obvykle dochovávají jako
výlitky. Textury spodních vrstevních ploch (nerovnosti) se souhrnně označují
jako sole marks.
Klasifikace
sedimentárních textur podle původce (síly) a procesu (Potter & Pettijohn,
1964):
·
vodní proud: proudové stopy (flute casts),
vlečné rýhy, obtékové stopy, nárazové stopy (bounce casts), odskokové stopy
(saltace), šípovité stopy (chevron casts), stopy válení, erozní kanály,
·
gravitace: vtisky (nejsou lineární a
jazykovité), pseudokonule (individualizované závalky), polštářovité textury,
skluzové stopy a textury
·
únik vody a zkapalnění sedimentu: klastické
žíly – synereze, konvolutní textury (zčásti), miskovité a sloupcovité textury.
Bioglyfy (ichnofosilie)
Mají
obrovský stratigrafický rozsah (prekambrium až recent). Mají úzký faciální
rozsah (jsou vázány na specifické podmínky). Jsou autochtonní (vyskytují se na
místě, na kterém vznikly). Většina bioglyfů je v siliciklastických
sedimentech, kde chybí jiné fosilie. Bioglyfy produkují většinou organizmy bez
pevné schránky. Lze je dobře studovat i ve vrtných jádrech. Je známa jejich
batymetrická zonálnost.
|
|
|
||
|
Obr. 12. Princip vzniku bioglyfu. Stopy na svrchní
vrstevní ploše jílovité vrstvy. Šenovský rybník. (foto P. Skupien). |
|||
|
|||
|
|
|
|
Obr. 14a. Bioglyfy na spodní vrstevní ploše,
křída, Bílá (foto P. Skupien). |
Obr. 14b. Paleodyctyon,
křída, Štíty (foto P. Skupien) |
Každý
organizmus vytvořením bioglyfu více či méně poruší primární texturu sedimentu.
Při větším výskytu dochází k úplnému zastření textury – bioturbace.