Parametry i indeksy riplemarków

Zaczęliśmy wczoraj omawiać struktury depozycyjne. Przede wszystkim powiemy o ripplemarkach. Patrząc na schematyczny przekrój przez ripplemark, możemy wyróżnić w nim pewne elementy opisowe. Opisujemy je w przekrojach pionowych, równoległych do kierunku przepływu. Grzbiecik ma określoną wysokość (h). Mówimy też o długości L (rozstęp). Długość można mierzyć od bruzdy do bruzdy lub między grzbietami. Na L składają się długości stoku podprądowego (L_a) i zaprądowego (L_b). Jest też parametr długości grzbietu (C), o małym jednak znaczeniu.

Dwa wskaźniki służące do opisu ripplemarków to:

• wskaźnik ripplemarkowy L/H i

• wskaźnik symetrii L_a/L_b. Wynosi jeden przy symetrycznych i więcej niż jeden przy asymetrycznych

Kształt ripplemarka i lamin przekątnych w przekroju równoległym do kierunku przepływu zależy od uziarnienia piasku (obecności frakcji pylasto - ilastej). Kształt lamin przekątnych jest zmienny. Im więcej zawiesiny tym bardziej sigmoidalnie. To jest zależne także od prędkości, naprężeń ścinających i głębokości. Im są większe tym bardziej sigmoidalny kształt ripplemarka i lamin przekątnych.

Kształt grzbietów w planie

Kształt ripplemarka jest wyróżniany na podstawie grzbietów. One zwykle występują w grupach. Grzbiety mogą mieć różny kształt od prostogrzbietowych, przez krętogrzbietowe, po językowate z nieciągłymi grzbietami o językach skierowanych zgodnie z prądem. Przeciwne do językowatych, także niezgodne w fazie są półksiężycowate. One mają języki pod prąd (1)

Jeszcze inne to romboidalne. Tworzą takie trójkąty i są zawsze niezgodne w fazie (1B).

Stosunkowo wolny przepływ odpowiada za formy prostogrzbietowe. Przy szybszym przepływie zaczynają się wyginać, a potem ulegną przerwaniu. Czyli po kształcie możemy interpretować energię przepływu.

Na zdjęciu wyraźnie asymetryczne ripplemarki. Stromy krótki stok zaprądowy. One są w zasadzie prosto grzbietowe. To jest współczesna powierzchnia sedymentacji.

Na drugim zdjęciu kierunek przepływu jest ku południowemu zachodowi. To jest w stanie kopalnym. Mamy pewną deformację w wyniku nadkładu, kompakcji.

Struktura wewnętrzna w różnych przekrojach intersekcyjnych

Ripplemarki o różnych kształtach mają różne struktury. Najpierw rozpatrzymy ripplemarki prosto grzbietowe. Widzimy, że na przekroju równoległym do kierunku przepływu mamy zestawy tabularne, warstwowane przekątnie. W przekrojach prostopadłych obserwujemy poziomy przyrost osadu.

Stąd takie ważne, żeby opisując warstwowania szczególnie przekątne powinniśmy je obserwować przynajmniej w dwóch przekrojach. Czyli wszystko ładnie wygląda na blokdiagramie z przekrojami prostopadłymi i równoległymi. Najczęściej mamy jednak do czynienia z przekrojami skośnymi. Mamy przykład odsłoniętej ściany, gdzie widać zestaw w dużej skali przekątnie warstwowany, na podstawie którego możemy określić kierunek przepływu.

Na blokdiagramie zestawy klinowe związane z formami kręto grzbietowymi.

Na zdjęciu pokazano z kolei jak ważne jest, by oglądać w dwóch przekrojach. Na jednej ścianie widzimy, że wszystkie laminy układają się ku wschodowi. Druga ściana pokazuje, że zapadają w kierunku północnym. Z intersekcji widzimy zatem że przepływ był ku północnemu wschodowi.

Popatrzmy teraz na formy kręto grzbietowe. Popatrzmy jak wygląda ich budowa wewnętrzna. Widzimy na przekrojach równoległych zestawy tabularne i klinowe. W prostopadłych mamy wielozestaw warstwowany przekątnie rynnowo. Raz mamy bowiem dołek raz wypukłość. Tam gdzie mamy wypukłość, postępuje erozja, więc w stanie kopalnym widzimy tylko osad złożony w zagłębieniach.

Dalej ripplemarki językowate. Mamy powierzchnię sedymentacji, gdzie widać pourywane już te grzbiety. Przepływ południowy wschód, podobnie na drugim żółtym. W przekrojach równoległych do kierunku przepływu mamy zestawy klinowe. W przekrojach prostopadłych rynnowe. Tylko przy prostogrzbietowych mielibyśmy laminację poziomą. Pozostałe zawsze dają rynnowe.

Półksiężycowate. Widać stok dłuższy i krótszy – bardziej stromy. Grzbiet jest wygięty pod przepływ, przeciwnie do przepływu. W przekroju równoległym znowu klinowe + w przekroju prostopadłym znowu rynnowe.

Jeżeli zetniemy formy od góry to zobaczymy, że każdy ripplemark (bez względu na kształt) da zestaw łuków przyrostowych wygięty pod prąd. Czyli można wyinterpretować na płaskiej powierzchni.

Blokdiagram: migracja form co najmniej krętogrzbietowych, a potem prosto grzbietowych, nastąpiła zmiana energii.

Mamy przykład, gdzie odsłonięte są dwa przekroje. Mamy po prawej wielozestaw przekątnie warstwowany tabularny. Na pewnych odcinkach można zaobserwować zmianę nachylenia lamin przekątnych. Tutaj jesteśmy zatem mniej więcej równolegle do kierunku przepływu (zdjęcie po prawej).

Po prawej widać wielozestaw rynnowy – przekrój prostopadły do kierunku przepływu. ( zdjęcie po lewej).

W planie też mamy powierzchnie sedymentacyjną. Łuki są zawsze wygięte przeciwnie do prądu na powierzchni sedymentacji.

Parę słów teraz na temat ripplemarków romboidalnych. One mają bardzo ostro zakończony grzbiet. Na piaszczystej powierzchni dają bardo regularny wzór. Płynęły nam tu w górę. Ripplemarki romboidalne są strukturą wyłącznie powierzchniową. Nie zidentyfikujemy ich w stanie kopalnym. Mają bowiem bardzo malutką wysokość. Nie jesteśmy w stanie identyfikować wewnętrznej struktury. Powstają w bardzo specyficznych warunkach. Są dowodem na bardzo szybki przepływ i ekstremalnie płytką wodę (1/2 cm, również kilka mm). Jest to niewątpliwie prąd rwący (Fr > 1). Kiedyś na Morasku po ulewnym deszczu takie coś się udało zobaczyć. Są też częste na plaży w strefie zmywu¹.

Inna odmiana to ripplemarki interferencyjne, czyli nakładające się. Tworzą grzbiety wieloboczne. Powstają w wyniku interferencji prądów – nakładania się prądów biegnących z różnych kierunku. Na zdjęciu widać, że nakładają się dwa kierunki przepływu.

Jeszcze jedna rzecz – bifurkacja grzbietów – łączenie się dwóch grzbietów w jeden czy rozdwajanie.

Jeszcze następne pojęcie jest zwiane z przekrojami, na których opisujemy przekątne warstwowania. Powierzchnia reaktywacji. to powierzchnia o charakterze erozyjnym w obrębie zestawu warstwowanego przekątnie. Jest to powierzchnia oddzielności, jako że oddziela laminy nachylone w tym samym kierunku lecz pod nieco innym kątem. Musimy mieć do czynienia z zakłóceniem formy, która migrowała. Mieliśmy przepływ w jednym kierunku, przesuwała nam się forma dna i nagle coś zerodowało częściowo grzbiet, i potem te warunki wróciły do pierwotnego stanu. Stąd, mówimy, że ta forma została reaktywowana (2 + Gradziński, ryc. 4-33).

Bardzo często czytelna powierzchnie reaktywacji widoczna jest w osadach wydmowych. Kobieta idzie wzdłuż tego typu powierzchni niezgodności.

Czy tutaj na tym przekroju. Mamy spąg i strop zestawu. Widzimy pomiędzy przekątne laminy. Ale w obrębie tego zestawu możemy prześledzić powierzchnię nieciągłości. Powstaje najczęściej, gdy następuje zmiana kierunku przepływu np. wiatr lub prąd pływowy. Lub następuje ścinanie stoku (erozja) wskutek wzrostu prędkości prądu

W zależności od miąższości zestawu wyróżnia się warstwowanie przekątne w małej i w dużej skali. Przeważnie to co my widzimy powstaje w dużej skali. Te w małej skali mają 2 - 3 cm i mniej. Takie w małej skali określamy jako warstwowania ripplemarkowe albo jako laminacja ripplemarkowa. To odnosi się do form w małej skali (3).

Po płaskiej powierzchni w określonych odstępach czasu obserwujemy migrację ripplemarka. Osad, który był w tym miejscu przeszedł sobie po powierzchni i nic nie zapisał. Mieliśmy stały bilans materiału osadowego, piasku, który był ciągle przysypywany.

Żeby powstały przekątne warstwowania, muszą panować warunki, które powodują że tego materiału nam przybywa. Laminacja riplemarkowa to laminacja riplemarków wstępujących. W warunkach intensywnej dostawy materiału i szybkiej depozycji zarówno materiału wleczonego jak i unoszonego w zawiesinie, powierzchnia po której migrują ripplemarki jest szybko zagrzebywana pod warstwą nowego osadu – panują warunki agradacji (tzn. depozycja> erozja). Wielozestawy zbudowane z serii nałożonych na siebie zestawów laminowanych przekątnie w małej skali to laminacja ripplemarków wstępujących.

Jakbyśmy chcieli sobie prześledzić migrację ripplemarka w warunkach agradacji to w pierwszym etapie - stan wyjściowy (4.1) - erozja stoku doprądowego i depozycja na stoku zaprądowym są równe.

Gdy jest zwiększona dostawa materiału i niewielka erozja stoku doprądowego w stosunku do depozycji na stoku zaprądowym – zestawy oddzielone powierzchniami erozyjnymi, ale panują warunki agradacji. To są ripplemarki wstępujące typu A (ryc. 4.2).

Kolejny etap prowadzi do tego, że zaczyna nam się depozycja zarówno na stoku doprądowym jak i na stoku zaprądowym. Tutaj mamy laminy przekątne sigmoidalnie. To jest laminacja riplemarkowa typu B czyli ripplemarki wstępujące typu B. Granice pomiędzy zestawami mogą być ostre albo gradacyjne. Kąt granicy między zestawami zwiększa się. Granicy tej nie można nazwać już powierzchnią erozyjną, bo przeważa depozycja.

Jakie parametry opisują nam migrację riplemarka w warunkach agradacji? Kąt zawarty między podstawową powierzchnią depozycji, a powierzchnią wstępujących ripplemarków to kąt wspinania alfa. Z kolei kąt beta to kąt zawarty pomiędzy stokiem doprądowym, a płaską powierzchnią odniesienia. Im większa różnica alfa i beta tym szybsza depozycja.

Zmiany energii:

• Na początku kąt beta jest dużo większy niż alfa. alfa jest równe zero.

• Potem przy laminacji ripplemarkowej typu A zaczyna się agradacja: ripplemarki migrują i zaczynają się wspinać: kat beta jeszcze trochę przewyższa alfa.

• Następnie warunki agradacji jeszcze lepsze odwróciła się sytuacja. Kąt alfa jest większy niż beta. Mamy zestawy sigmoidalnie.

• I najbardziej skrajny przypadek, gdy kąt beta znacznie przewyższa alfa. To jest laminacja ripplemarkowa typu S. Czyli tutaj alfa jest powyżej 60°. Tutaj mamy falistą laminację ripplemarkową.

Generalnie takie warunki sprzyjające agradacji panują wtedy, gdy w wodzie mamy wzrost stosunku: zawiesina/materiał wleczony. Jeżeli mamy dno bez kohezji i dobrze wysortowany piasek to te riple będą migrować w typie A. Im więcej zawiesiny w wodzie i warunki „bardziej kohezyjne”, tym bardziej przesuwamy się w kierunku S. Ale uwaga, bo na mułowej powierzchni riple nie migrują. Tu chodzi tylko o domieszki. Bo ripplemarki migrują tylko na dnie piaszczystym (Gradziński, ryc. 4-36).

Jeszcze raz przykłady ripplemarków wstępujących. Najpierw typ A. raczej torencjalne i tangencjalne.

Teraz ripplemarki wstępujące typu B, a potem S i mamy laminy faliste.

Turaj mamy komputerową symulacje. Mamy wzrost opadania z zawiesiny i spada tempo migracji. Czyli to są formy coraz zhardziej stacjonarne. Od dołu A, B, S.

---

1. ryc. 2-23, Gradziński↩