Tekstura odnosi się do wielkości ziaren, ich kształtu, obtoczenia czyli morfologii, składu mineralnego i petrologicznego. Struktura natomiast wynika z jakiejś uporządkowanej zmiany tych cech tekstualnych w przestrzeni. Widzimy np. że zmienia się wielkość ziarna od spągowej do stropowej części. To jest przykład struktury. Zmienia się jedna z cech teksturalnych. Struktury mają swoje nazwy. To jest np. uziarnienie frakcjonalne. Jeszcze raz definicja: uporządkowana zmienność cech teksturalnych w przestrzeni.

Tutaj od razu jeszcze przykład z wcześniejszego wykładu, gdzie mówiliśmy o orientacji w przestrzeni klastów różnych od kulistych. Imbrykacja i lineacja to są tekstury, a nie struktury.

Inny przykład - widzimy zmianę barwy – zwykle związana jest ze zmianą składu mineralnego. Tutaj mamy laminację falistą.

Osady bezstrukturalne

Jeżeli nie ma uporządkowania i wszystko jest wymieszane ze sobą, to takie osady nazywamy bezstrukturalnymi, homogenicznymi bądź masywnymi. Ruchy masowe mogą to spowodować. Masa osadu o dosyć dużej lepkości i gęstości ulega spływowi i zostaje szybko zdeponowana.

Inną przyczyną braku struktury może być lodowiec. Chodzi tu o wytapianie materiału klastycznego z martwego lodu (glina lodowcowa wytopnieniowa). Materiał wytapia się z czoła czy z brył martwego lodu. Czasami delikatna lineacja typu lodgement¹.

Trzeci typ to bardzo wolne tempo sedymentacji – jednorodnego homogeniczne osadu. Nawet jeżeli będzie przyrost kolejnych warstw, to zmiana nie ma się czym zaznaczyć.

Zdjęcie po prawej powierzchnia erozyjna. Powyżej osad wykazujący laminację, a poniżej nie ma nic. Widać struktury bioturbacyjne - mogą zatrzeć pierwotna strukturę. Poza tym ucieczka wody lub gazu z osadu podczas kompakcji związana z homogenizacją osadu w wyniku procesów wtórnych postdepozycyjnych.

Uwaga. Osady bardzo dobrze wysortowane lub bardzo drobnoziarniste mają często makroskopowo niewidoczną strukturę, pomimo że ją posiadają. Została do nich zastosowana metoda rentgenowska. Prześwietlono rdzeń promieniami rentgenowskimi. Na zdjęciach RTG widać, że osad jest laminowany. Widać też pewne bioturbacje, rurki, korytarze. Po prawej też ładnie widać poziomą laminację i kontakt skośny.

Klasyfikacje struktur

Funkcjonują różne klasyfikacje struktur, generalnie zmierzają do tego samego. Przedstawimy kilka, które mniej więcej wyczerpują temat. To nie jest wg konkretnego autora.
Pierwsze kryterium dzieli struktury ze względu na czas powstania. Wyróżniamy pierwotne (syngenetyczne), które powstają przed zaawansowaną konsolidacją osadu w czasie depozycji. Wtórne (epigenetyczne) powstają podczas diagenezy określa się dlatego diagenetyczne, to są np. stylolity, konkrecje syderytowe. W stylolitach na skutek ciśnienia dochodzi do rozpuszczenia wapieni. My zajmiemy się tylko pierwotnymi. One są ważne dla sedymentologa, gdyż dostarczają przesłanek do określenia warunków sedymentacji i interpretacji środowiska sedymentacji.

Teraz mamy pierwotne. One dzielą się na nieorganiczne i organiczne. W nieorganicznych świat żywy nie uczestnicy w tworzeniu. Wyróżniamy trzy podstawowe grupy genetyczne: erozyjne związane z erozją, druga grupa: depozycyjne i erozyjno depozycyjne (syndepozycyjne). I trzecia to deformacyjne czyli post-depozycyjne, ale powstałe krótko po depozycji, czyli przed diagenezą.

Druga duża grupa to organiczne, czyli biogeniczne. Niezbędny jest udział organizmów żywych. Zaliczamy tu ślady mieszkania, żerowania np. bioturbacje. Także laminacje stromatolitowe, do których potrzebne są sinice. To jest laminacja! nie mylić z lineacją!

Drugi podział to ze względu na rozmieszczenie w przestrzeni. Rozróżniamy tu:

• powierzchniowe, czyli te które będą widoczne na powierzchni, np. ripplemarki, grzbiety musimy widzieć z powierzchni. Inny przykład to szczeliny z wysychania.

• Druga grupa to wewnątrzławicowe. Oglądamy je na przekroju przez ławicę, np. pozioma laminacja, uziarnieni frakcjonalne, żeby zobaczyć musimy mieć przekrój przez warstwę.

• Trzecia grupa to międzyławicowe, obserwowane na granicach dwóch ławic, też w przekrojach, to są struktury deformacyjne, pogrązy, diapiry. Mamy przekrój, gdzie na przemian mamy warstwy gruboziarniste i drobniej ziarniste. Ten drobny ucieka nam do góry. Postają jakby diapiry wyciskane ku górze. Na drugim zdjęciu też dla przykładu granica nie jest granicą sedymentacyjną. Dochodzi potem do deformacji na granicy.

Jeszcze raz pokazano uziarnienie frakcjonalne normalne jako struktura pierwotna, depozycyjna, wewnątrzławicowa.

Struktury depozycyjne i erozyjno-depozycyjne (syndepozycyjne)

Teraz przejdziemy do dużej grupy obejmujące struktury depozycyjne i erozyjno – depozycje. Część warstwowań, a konkretnie warstwowania przekątne związana jest zarówno z erozją jak i depozycją. Ta erozja powoduje chwilę później depozycję. To jest sprzężenie, bez którego depozycja na stoku zaprądowym by nie zachodziła.

Zaczynamy od warstwowania. Warstwowanie to istnienie indywidualizujących się warstw, oddzielonych powierzchniami (granicami warstw) powstałymi podczas procesów sedymentacyjnych. To są granice wynikające z warunków wynikających ze środowiska sedymentacyjnego. Rytmity świadczą o cyklicznej zmianie warunków. Cykl to pojęcie szersze. Rytmit jest zawsze złożony z dwóch etapów.

Gdyby natężenie transportu i warunki depozycji były niezmienne w czasie, to powstałaby jedna warstwa osadów. Przerwa w sedymentacji to de facto także zmiana warunków.

To że widzimy warstwy wynika z różnic w składzie mineralnym (barwa), wielkości ziaren czy stopniu upakowania.

Granice miedzy warstwami mogą być gradacyjne czyli łagodne lub ostre np. erozyjne, które usuwają jakąś część wcześniej zdeponowanego osadu.

Może się tak zdarzyć, że śledzona przez nas granica między warstwami może w którymś momencie zaniknąć. To się nazywa stapianiem się warstw w jedną, amalgamacją. Powstaje nam tak zwana warstwa amalgamowana².

Jednostki warstwowania

Jednostki warstwowania. Czyli jak te warstwy możemy opisywać. Podstawową jednostką jest warstwa. Mówimy o niej wtedy, gdy jej rozciągłość jest „nieograniczona” w stosunku do miąższości (gdy ma ograniczone rozprzestrzenienie = wyklinowuje się, mówimy soczewa). Nie wyklucza się występowania w jej obrębie podrzędnych jednostek, np. lamin, które zwykle występują w grupach tworząc tak zwaną laminację. Lamina to inaczej warstwa o niewielkiej miąższości rzędu kilku cm lub mm, makroskopowo zwykle nie wykazuje struktury wewnętrznej. Choć czasami zdarza się cienka gradacja ziaren.

Tutaj mamy rysunek ze skalą miąższości ławic. Poniżej 10 cm mówimy że cienka, do 30 cm średnia, powyżej 30 cm gruba, a powyżej 1 m bardzo gruba. Laminy dzielimy na grube od 3 do 10 mm i cienkie do 3 mm.

Do 1 cm - do 3 mm - do 10 mm	Lamina - cienka lamina - gruba lamina
Do 3 cm	Bardzo cienka warstwa
Do 10 cm	Cienka warstwa
Do 30 cm	Średnio gruba warstwa
Do 100 cm	Gruba warstwa
Powyżej 100 cm	Bardzo gruba warstwa

Ławica to w języku potocznym warstwa. Jednak ławica to tylko gruba warstwa, kilkudziesięciocentymetrowa co najmniej, która szczególnie wyraźnie indywidualizuje się w profilu i zaznacza się jako główna jednostka warstwowania w danej sekwencji osadowej (wydziela się wyłącznie w skali odsłonięcia).

W obrębie ławic mamy taki profil (Gradziński, ryc. 4-2) cały człon między dwoma wyraźniejszymi granicami jest określany jako ławica. Ławice albo nie wykazują wewnętrznego warstwowania (masywne) albo w ich obrębie występują warstwy lub laminy.

Zestaw (lamin) to kilka lamin, które są ułożone w pewnym porządku geometrycznym i wspólnie indywidualizują się jako jednostka warstwowania. Zestawy są zamknięte powierzchniami niezgodności. Powierzchnie sedymentacyjne są poziome, ale warstwy są ułożone pod kątem w takim zestawie.

Wyróżniamy różne rodzaje zestawów:

• tabularny – strop i spąg są do siebie mniej więcej równoległe.

• klinowy – strop i spąg są do siebie ułożone skośnie , wyklinowują się gdzieś

• rynnowy – spąg jest wklęsły, ma miskowaty rynnowy kształt.

• kopułowy – powstają w określonym środowisku, w konkretnych warunkach. Składają się z wiązki lamin w taki sposób ułożonych (rycina – wygiętych do góry) pooddzielanych powierzchniami niezgodności.

Nadrzędną jednostka w stosunku do zestawu jest wielozestaw. Bo zestawy nie występuje pojedynczo, ale nakładają się. Jest złożony z dwóch lub więcej zestawów, grupa podobnych zestawów ograniczona wyraźnymi powierzchniami nieciągłości, indywidualizująca się w profilu jako osobna ławica.³ Terminy ang. to set i coset. Warstwa poziomo laminowana to też zestaw tabularny.

Warstwowania poziome, faliste i przekątne

Typy warstwowań: wyróżniamy trzy podstawowe typy. Pierwszy typ to poziomy (horyzontalny, płasko-równoległy). Przy migracji form dna warstwowania przekątne powstają na przekroju równoległym do kierunku przepływu, ale w przekroju prostopadłym obserwujemy laminację poziomą. Dlatego powinniśmy oglądać dwa prostopadłe przekroje.

Drugi typ to warstwowanie faliste. Kiedy do niego dochodzi będziemy o tym mówić. To mogą być przecięte w poprzek ripplemarki, być może migracja ripplemarków może do tego doprowadzić. Na dole z kolei mamy osad mieszany. Osady, gdzie mamy na przemian osad drobniejszy i grubszy nazywamy heterolitami.

Trzeci rodzaj to warstwowanie przekątne, warszawiacy mówią skośne, co jest prawidłowe także. Mechanizm jest znany. Chodzi o taki sposób transportu materiałów przez formy migrujące po dnie, który skutkuje erozją stoku doprądowego i przesypywaniem się lub opadaniem z zawiesiny osadu na stok zaprądowy.

Typy warstwowań przekątnych

Wyróżniamy tu dwa główne typy: mało i wielkoskalowe. Jeżeli miąższość zestawu jest do 4 cm, a najczęściej 2-3 cm to takie przekątne warstwowania określamy jako laminację riplemarkową.

Wielkoskalowe powyżej 4 cm, 10, 20 cm czy po kilka metrów (giant scale cross bedding).

Laminy przekątne w zestawach w wyniku migracji ripplemarków mogą układać się bardziej stromo i stycznie dochodzić (tangencjalnie), albo być łagodnie nachylone i dochodzić stycznie do powierzchni sedymentacyjnej (sigmoidalnie). To wszystko uwarunkowane jest przez różne czynniki. Wyróżnimy trzy typy. [Gradziński pisze: ogólnie rzecz biorąc, kształt stoku w przekroju (a tym samy powstających nma nim lamin przekątnych) zależy od przeciętnego zasięgu opadających ziarn, a zatem od średnicy ziarna, wysokości stoku i prędkości przepływu.

Pierwszy rysunek to transport przez wleczenie, biała strzałeczka oznacza opadanie ziaren na stok, widać że one w pierwszym od razu opadają i lawinowo przemieszczają się po stoku. To jest warstwowanie torencjalne.

W drugim przypadku mamy opadanie po stoku plus opadanie z zawiesiny. To warstwowanie przekątne tangencjalne – większość ziaren opada w najwyższej części stoku, lecz spora część opada dalej na stok i jego podnóże, zatem nachylenie stoku się zmniejsza się stopniowo.

W trzecim wypadku esowaty kształt. Powstaje, gdy dominuje nam to opadanie z zawiesiny. To sigmoidalne – najwięcej ziaren opada w pewnej odległości od grzbietu, a w pozostałych częściach komórki wirowej ilość opadających ziarn jest dość znaczna, zarys powierzchni stoku i powstających lamin jest sinusoidalny. Laminowe osypywanie odgrywa rolę podrzędną. (Gradziński)

Zdjęcie – wyraźnie widać tangencjalnie.

Teraz taki jeden termin, który powinniśmy znać. Kąt naturalnego zsypu (spoczynku) – jest to kąt nachylenia stoku zaprądowego (zawietrznego), po przekroczeniu którego następuje osypywanie materiału. Dla piasków α = 30 do 35°⁴.

Tutaj mamy rysuneczek, który pokazuje rozrzut tych katów w zależności od frakcji i obtoczenia. Im bardziej ostrokrawędziste i grube będą tym większa szansa na zwiększenie kąta. Przedział jest od 25 do 40 stopni. Im słabiej wysortowany tym wyższy kąt może uzyskać.

My będziemy zwracać uwagę pod jakim kątem są nachylone laminy i będziemy określać warstwowanie przekątne. Poniżej 15 stopni to jest niskokątowe. Średniokątowe do 25 stopni. Powyżej 25 stopni wysokokątowe.

Jeżeli byśmy pojechali w teren z wycieczką geologiczną i byśmy byli przed takim odsłonięciem, to nie może być warstwowanie skośne. Przekroczony jest kąt naturalnego zsypu. Podchodząc bliżej, widzimy, że w obrębie warstw mamy frakcjonalne uziarnienie. Domyślamy się zatem, że to wszystko było poziomo i zostało wychylone tektonicznie.

To było dla tabularnych. W rynnowych wyróżniamy symetryczne (a) i asymetryczne (b).

Na zdjęciu symetryczne. Widzimy kilka zestawów tutaj nakładających się tworzą wielozestaw.

Ostatnie to zestawy kopułowe – sposób powstawania widzimy. Nazywane jest także hamakowe (ang. hummocky cross stratification – HCS).

Uziarnienie frakcjonalne

Uziarnienie frakcjonalne to warstwowanie poziome, w którym w obrębie warstw następuje zmiana wielkości ziarna. Pierwszy typ to normalne. Mówiąc uziarnienie frakcjonalne mamy zawsze na myśli normalne, ale typów jest więcej. Zwykle ostry spąg warstwy i brak laminacji. Jedyne uporządkowanie to zmiana wielkości ziaren.

Geneza to opadanie ziaren z chmury zawiesiny. Przede wszystkim to są prądy, których prędkość stopniowo maleje. Może być też sedymentacja z zawiesiny, w której obecne są ziarna różnej wielkości.

Najbardziej powszechny powód to prądy zawiesinowe (turbidyty current). Uruchomiona chmura zawiesiny, która wędruje na dalekie odległości, powoli wytraca prędkość i zrzuca materiał od najgrubszego do najdrobniejszego.

Uziarnieni frakcjonalne może być w dobrym rozdzieleniu, złym rozdzieleniu lub przerwane – brak frakcji drobnoziarnistej (ostatnia rycina A, B, D). Jeśli rozdzielenie jest dobre to widać, że ziarno stopniowo się zmienia (A). Jeżeli złe to wiele dużych ziaren sięga wysoko (B). Jeszcze przerwane uziarnienie frakcjonalne, gdzie w górnej partii nie widzimy materiału ziarnistego (D).

Ważne jest także uziarnienie odwrócone (C). Opisane one zostały z osadów spływów kolizyjnych. To jest mieszanin piaszczysto żwirowa, gdzie mechanizmem utrzymującym ziarna może być kolizja między ziarnami. Są trzy koncepcje powstawania:

• Wg Bagnolda 1966 tłumaczy ten mechanizm podtrzymujący ziarna w zawieszeniu jest ciśnienie dyspersyjne, będące efektem zderzeń pomiędzy ziarnami.

• Wg Middletona 1970 ziarna drobne opadają miedzy większymi, wypychając je ku górze (kostki w cukierniczce)

• Prawo Bernoullego mówi że suma v + p jest wielkością stałą. Spływ kolizyjny porusza się szybciej na górze. Jeżeli rośnie prędkość na górze to zmniejsza się ciśnienie. Ziarna przy dnie są wynoszone od strefy zwiększonego ciśnienia do strefy zmniejszonego ciśnienia (Gradziński, s. 215, Bagnold i Middleton).

W obrębie uziarnienia frakcjonalnego możemy mieć również uziarnienie frakcjonalne symetryczne, symetryczne odwrócone i pensymetryczne (G). W tym ostatnim materiał zaczyna się dopiero na pewnej wysokości. Symetryczne (E) i symetryczne odwrócone (F) właściwie nie występują w naturze. To przypadki czysto teoretyczne (rysunki w Gradzińskim). H- dwukrotne.

---

1. por. cykl wykładów z geomorfologii i geologii kenozoiku↩

2. Gradziński, ryc. 4-7

   ↩

3. Gradziński, ryc. 4-1↩

4. por. też 10. wykład z geomorfologii – podano nieco niższe wartości↩