Сортированность осадков — это степень разнообразия или однородности зёрен в рыхлых или литифицированных осадочных горных породах . В общем случае сортированность зависит от фациальной обстановки осадконакопления, от минералогического или петрографического состава осадка, а также от скорости седиментации и её среды осадконакопления (водный поток, застойные озёрные условия, ветер, водно-ледниковые условия, волновая деятельность водоёмов и др.). Сортированность осадочной породы определяется сортировкой последней, т.е процессом, ведущим к концентрации близких по размеру и удельному весу частиц в любой движущейся среде, особенно при повторном взмучивании, или переотложении вещества .

Общие закономерности сортировки осадков в водной среде

• Чем больше энергия потока в какой-либо точке седиментации, тем более грубозернист отвечающий ему осадок. Эта взаимосвязь, как отмечал Н. М. Страхов , демонстрируется сравнением гранулометрического состава русловой и пойменной фаций аллювия , а также в распределении осадков прибрежной зоны взмучивания и центральной части котловин водоёмов любого происхождения.
• Гранулометрическая сортировка осадка в каждой данной точке области седиментации возрастает пропорционально длине пути, который прошел обломок до момента его осаждения. Для сравнения удобно рассматриваться состав склоновых и речных отложений. Делювий , по выражению А. П. Павлова (1888) , представляет собой настоящую «мусорную породу», в которой беспорядочно смешаны крупные обломки размерности дресвы и щебня с разнозернистыми песками и более тонкими фракциями, в то время, как русловые фации аллювия даже равнинных рек гранулометрически хорошо сортированы.
• Гранулометрическая сортировка осадка в каждой данной области седиментации зависит от присущей ей скорости седиментации и убывает с увеличением скорости осадочного процесса. На эту взимосвязь впервые обратили внимание В. Крумбейн, Е. Дэпплз и Л. Слоос (публ. 1949 г., цит. по Н. М. Страхову ). Эти исследователи представляют механизм указанной взаимосвязи нижеследующим образом.

Примеры сортированности различных генетических типов рыхлых отложений, формировавшихся в различных условиях осадконакопления. Фото А.Н. Рудого

Частицы, однажды осевшие на дно в зоне взмучивания, не приобретают устойчивое положение немедленно. Они неоднократно переходят вновь во взвешенное состояние и транспортируются в другое место. Эти повторные, часто — периодические взмучивания и переотложения сопровождаются дифференциацией частиц по их гидравлической крупности . При этом окончательно осевший обломок лишается тонких и транспортабельных частиц в тем большей степени, чем больше он испытывал фаз взмучивания и переотложения. Другими словами, происходит естественная сепарация в водоёме, которая тем выше, чем чаще были возмущения.

Однако, при быстрой седиментации, вероятно, однажды уже осевший на дно материал выйдет из-под влияния проходящего над ним и вокруг него потока, будет реже и меньше взмучиваться, чем при седиментации медленной. Это, как полагали отмеченные исследователи, может порождать более слабую сортировку терригенных отложений в областях с быстрым осадочным процессом и лучшую сортировку в районах с медленной седиментацией.

Отложения лавинно сбрасывались в расширении канала дилювиального стока в зоне эрозионной тени и резком падения энергии суперпотока. Они относительно хорошо сортированы, промыты и имеют отчётливую субгоризонтальную слоистость .

Научные работы последних 25 лет показали, что эти соображения могут быть справедливы лишь для известных, относительно спокойных условий осадконакопления. В условиях лавинной седиментации в дилювиальных потоках со скоростями, соответствующими 20-60 м/сек, в зонах русловой тени (зонах природных экранов), могут формироваться мощные толщи хорошо сортированных отложений размера гравелистых песков , щебня , мелкой дресвы и слабоокатанной гальки .

• Степень гранулометрической сортированности осадков, которая возникла в одинаковых гидродинамических условиях, но в различных в геологическим отношении бассейнах седиментации, определяется характером сносимого со склонов бассейна материала, в частности, — степенью его гранулометрической однородности, а также — характером доминирующего экзогенного процесса, который участвует в денудации склонов .

Понятно, что в случае размыва склонов, сложенных уже хорошо сортированным аллювием (например — речных аккумулятивных террас ), то и сортированность поступивших в концевой бассейн седиментации осадков будет очень хорошей. Если же в бассейн ( реку , озеро и т. д.) поступают обломки со скальных склонов, да ещё нарушенных процессами выветривания , то и сортированность донных отложений неизменно будет существенно хуже, хотя собственно гидродинамические условия останутся неизменными.

Научное и практическое значение исследований сортированности

Исследование сортировки и сортированности в геологических естественных и искусственных горных выработках и разрезах является непременным атрибутом всех видов полевого изучения осадочных пород . Показатель сортированности, наряду с окатанностью , формой обломков, ориентировкой их длинных осей, характером слоистости , промытостью и вещественным составом, служит часто единственным критерием для реконструкции древних сред осадконакопления и, отсюда, основанием для палеогеографических построений . Известно, например, что айсберговый ( рафтинг ) всегда содействует огрублению донных осадков и резко ухудшает степень их сортированности. Такие субаквальные морена|морены были описаны ещё А. П. Лисицыным (1958) в северной части Берингова моря , вблизи фьордов бухты Провидения и залива Креста . Участниками первых советских антарктических экспедиций (КАЭ) субаквальные морены были обнаружены и описаны и в середине XX века на шельфе Восточной Антарктиды . Особенно широко они распространены в районе советской обсерватории Мирный , в море Дейвиса , где айсберговый отёл был исключительно активен. В настоящее время рафтинг активизировался по всей ледниковой периферии Антарктического ледника, что существенно изменило сортированность кровли донных отложений материкового южнополярного шельфа.

В общем случае, аллювиальные отложения сортированы гораздо лучше, чем пролювильные . Хорошо сортированы озёрные осадки, а в отложениях склонового ряда, какая-либо сортировка, как правило, полностью отсутствуют. Считается, что слабой сортированностью обладают ледниково-аккумулятивные отложения. Определение степени сортированности имеет большое значение при поисках россыпных месторождений полезных ископаемых , в частности, золота .

Примечания

Литература

• Страхов Н. М. Основы теории литогенеза (Гранулометрическая сортировка песчано-алевритовых и глинистых осадков разных фациальных типов). — М.: АН СССР , 1962. — Т. 2. — С. 5 — 54.
• Геологический словарь. — М.: Недра, 1978. — С. 251

См. также

• Осадочные горные породы
• Окатанность
• Слоистость

Ссылки

• А.Н.Рудой . (неопр.) . Климат, лёд, вода, ландшафты. Дата обращения: 30 января 2011. 27 мая 2012 года.