Шөгінді таужыныстардың жатыс пішіндері және шартты белгілері

Шөгінді таужыныстардың жатыс пішіндері және шартты белгілері

Шөгінді таужыныстардың жалпы сипаттамасы

Қазіргі кезде шөгінді таужыныстардың көпшілік мақұлдаған жүйесі əлі жоқ. Бұл шөгінді таужыныстардың қалыптасуының өте күрделілігінде жəне олардың жеткіліксіз зерттелгеніне байланысты. Басқа таужыныстармен салыстырғанда шөгінді таужыныстардың петрографиясы тек қана осы ғасырдың 30-шы жылдарынан бері қарқынды дами бастады, яғни ол жас ғылым. Сондықтан шөгінділердің қалыптасуының көп мəселелері əлі толықтай зерттеле қойған жоқ.

Шөгінді таужыныстар жаратылысына, заттық құрамына немесе басқадай бір белгілеріне қарай жіктеледі. Бұрыннан ұсынылған жіктеулердің көбі практикада пайдалануға қиын болғандықтан кең тарамаған. Ондайлардың біреуі 1940 жылы Л. В. Пустовалов ұсынған жіктеу болады. Ол бұзылудан пайда болған өнімдердің механикалық жəне химиялық дифференциациясына негізделген. Бұл жіктеу бойынша сазтастар бір мезгілде екі - механикалық та, химиялық та таужыныстар класына жатады. В. И. Лучицкий барлық шөгінді таужыныстарды: сынықты, органогендік жəне химиялық деп үш топқа бөледі. Бұл жіктеудің кемшілігі - əктастардың (карбонатты таужыныстар) екі - химиялық жəне органогендік таужыныстар класына жататыны. Аталғандардан басқа да шөгінді,таужыныстар жүйелері бар. Қазіргі уақытта кең тараған жəне практикада пайдалануға лайықтысы 1958 жылы М. С. Швецов ұсынған жіктеме болып табылады. Бұл жіктеме бойынша шөгінді таужыныстар үш негізгі генетикалық кластарға бөлінеді: 1) сынықты таужыныстар, 2) сазды таужыныстар, 3) химиялық жəне биохимиялық таужыныстар. Сынықты таужыныстар түпнегіз таужыныстардың механикалық бұзылу өнімдерінен пайда болады. Олар негізінен шөгінді таужыныстарға химиялық құрамын өзгертпей кірген таужыныстар мен минералдардың сынықтарынан тұрады.

Бұл класс ірі сынықты /псефиттер/, орта сынықты /псаммиттер/ жəне ұсақ сынықты /алевриттер/ таужыныстар топтарына бөлінеді. Бұл оқулықта жанартаулардың жарылып атқылау өнімдері мен шөгінді материалдардан тұратын таужыныстар жеке жанартаулық- сынықты класы ретінде қарастырылған. Олар пирокластар мен шөгінді материалдардың мөлшер қатынасы бойынша туфтар, туффиттер, туфогендік таужыныстар топтарына жіктелген.

Сазды таужыныстар түпнегіз таужыныстардың химиялық бұзылу өнімдерінен жаратылады. Сазды тұнбалар негізінен суспензиялардың коагуляциясынан қалыптасады. Олар физикалық күйлеріне қарай саздар жəне сазтастар топтарына бөлініп қарастырылған. Химиялық жəне биохимиялық таужыныстар нағыз жəне коллоидты ерітінділерден химиялық жолмен немесе организмдердің қатынасуымен минералдардың түзілуінен қалыптасады. Бұл кластың таужыныстары аналық таужыныстардың химиялық бұзылу өнімдерінен пайда болады. Бұған алюминийлі, темірлі, марганецті, кремнийлі, фосфатты, карбонатты, сульфатты, галогендік таужыныстар жəне каустобиолиттер жатады.

Жоғарыда аталған топтар əртүрлі белгілер бойынша топшалар мен түрлерге бөлінеді. Сынықты таужыныстар сынықтарының ірілігіне, химиялық таужыныстар химиялық құрамына, ал сазды таужыныстар минералдық құрамына қарай жіктеледі. Құрамында жанартаулардың атқылауының өнімдері бар таужыныстар ерекше орын алады. Бұл өнімдер пирокластар деп аталады. Пирокластардан тұратын таужыныстар кейбір оқулықтарда магмалық таужыныстар бөлімінде қаралады. М.С.Швецовтың жіктеуі бойынша, мұндай таужыныстар сынықтылар класына жатқызылған.

Жоғарыда көрсетілген шөгінді таужыныстардың жер қыртысында таралуы бірдей емес. Сынықты таужыныстар 25.4%, сазтастар 53%, химиялық жəне биохимиялық таужыныстар 21.6% қүрайды. Осыған қарағанда шөгінді таужыныстар ішінде ең көп тарағаны - саздар мен аргиллиттер, екінші орында құмдар мен құмтастар, үшінші əктастар.

Шөгінді таужыныстардың минералдық құрамы. Егер магмалық пен шөгінді таужыныстардың химиялық құрамдары жақын болса, олардың минералдық құрамдары мүлдем басқаша келеді. Мұны магмалық минералдардың жер қыртысының терең қойнауларында, яғни жоғары температура мен қысымда орын алып, жер бетіне төзімсіз болып, бұзылуымен түсіндіруге болады. Тек олардың кейбіреулері ғана, мысалы, кварц жəне сілтілі далашпаттар, рутил, циркон, гранат, магнетит, сфен шөгінді таужыныстарда жақсы сақталады. Жер қыртысының терең жерлерінде пайда болатын оливин, биотит, горнбленд, пироксендер, негізді плагиоклаздар шөгінді таужыныстарда өте сирек кездеседі. Олар тек қана таужыныстардың сынықтарының құрамында болады.

5-сурет. Шөгінді таужыныстардың жүйесі

М. Швецовтың /1958/ деректері бойынша шөгінді таужыныстардың орташа минералдық құрамы мынадай /%/. Шөгінді таужыныстарда сынық түрінде кездесетін магмалық, кейде шамалы мөлшерде шөгінді процесте де пайда болатын минералдар: ортоклаз -11,02; альбит - 4,55; магнетит, сфен - 0,09; Магмалық жəне шөгінді текті минералдар: кварц - 34,8; ашық түсті слюдалар /мусковит, серицит/ - 15,1; 3) Көбінесе, шөгінді минералдар: сазды минералдар /каолинит, гидрослюдалар, монтмориллонит/ - 14,51; темірлі минералдар /лептохлорит, пирит, марказит, гематит, гидрогетит, лимонит/ - 4,00, карбонаттар /доломит, кальцит, сидерит, магнезит, арагонит, родохрозит/ - 13,32; сульфаттар /ангидрит, гипс, барит/ - 0,97 фосфаттар /апатит, коллофан/ - 0,35; органикалык зат - 0,73 алюминийдің сулы оксидтері /гидраргиллит, бемит, диаспор/ галогенидтер /галит, сильвин, карналлит т.б./. Жаратылыс тегіне қарай шөгінді таужыныстардың минералдары аллотигендік жəне аутигендік болып бөлінеді. Бастапқы магмалық немесе метаморфтық минералдар шөгінді таужыныстардың құрамына өзгермеген сынық күйінде кірсе, олар аллотигендік минералдар деп аталады.

Аллотигендік минералдар сынықты таужыныстарды құрайды, ал сазтастармен химиялық жəне биохимиялық таужыныстарда қоспа ретінде кездеседі. Кварц, далашпаттар, пироксендер, горнбленд, слюдалар, фоидтар, сфен, циркон, рутил осыларға жатады. Олар шөгінді таужыныстарда көбінесе, жұмырланған болып келеді. Аллотигендік заттарға метеориттердің сынықтары, ғарыш тозаңдары, жанартау атқылауының сынықты өнімдері де жатады.Соңғылары пирокластар деп аталады. Олардың ішінен литокластар, кристаллокластар, витрокластар деген түрлері ажыратылады.

Жанартаулардың қопарылып атқылауынан пайда болған эффузиялықтаужыныстардың сынықтарын литокластар, минералдардікін кристаллокластар, шынылардікін витрокластар деп атайды. Тегі шөгінді минералдар, яғни шөгінді процесте пайда болған минералдар аутигендік деп аталады. Олар көбінесе, дұрыс пішінді болып келеді. Аутигендік минералдар тұтас денелер құрайды, қуыстар мен жарықтарды толтырады немесе сынықтарды керіштейді. Сонымен шөгiндi жыныстар дегенiмiз литосферадағы өтетiн физикалық, химиялық, биологиялық процестер нəтижесiнде үгiлiп, шөгiнделгеннен соң жер бетiнде немесе оның беткi қабаттарында, су түбiнде пайда болған геологиялық денелер (Н. Б. Вассоевич, 1971). Ал геологиялық дене деп, өзiндiк құрамы, құрылысымен, морфологиялық жəне пайда болуы тегiмен ерекшеленетiн, геологиялық түзiлiмдер iшiнен айқын бөлiнетiн заттық-құрылымдар бiрлiгiн айтамыз.

Шөгiндi жыныстар жер қыртысында көлденеңдi, еңіс немесе қатпарлы болып орналасқан қабатты, линзалы геологиялық денелер түзедi. Ал олардың алғашқы, бұзылмаған жатыс пiшiндерiне қабатты құрылымдар жатады.

Қабат жəне қабаттылық

Қабат дегенiмiз - бiртектi, бiр-құрамды шөгiндi немесе басқа таужыныстарынан түзiлген, қалыңдығы ұзындығынан анағұрлым кiшi, параллельдi жазықтықтармен шектелген геологиялық дене. Қабат бiртек-тiлiгiмен, ортақ түсiмен, бітімдік белгiсiмен, құрамы бiрдей қазындылар қалдығымен жəне ортақ қоспалармен сипатталады.

Қабат (слой) деген терминмен қатар практика жүзiнде тақташа (пласт), қат-қабат (толща) деген терминдер жиi қолданылады. Алғашқысының алдында көбiнесе, пайдалы қазындылардың түрi аталды. Мысалы көмiр, темiр жəне т.б. тақташасы (пласты). Ал қат-қабат (толща) болса, жасы мен тегi бiрiңғай, бiрақта құрамы əртүрлi (шөгiндi, эффузивтi, метаморфты) жыныстар жиынтығы.

Қабаттардың бiр-бiрiмен жымдаса астасуы қабаттылық түзедi.  Қабаттылық шөгiндi жыныстарды айқындаушы негiзгi белгiлердiң бiрi болып саналады. Оның негiзiнде литология, стратиграфия, гидрогеология, инженерлiк геологияның көптеген мəселелерi шешiледi. Қабаттылық стратиграфиялық қималарды салыстыруға, тiк бағытты тектоникалық қозғалыстар бағыты мен амплитудасын анықтауға, кендi қабаттарды, мұнай мен газды, суды iздеу мен бақылауға көмектеседi. Əрбiр қабат бетi шекаралары (жазықтықтары) арқылы бөлiнедi. Олардың бетi мiндеттi түрде бiр-бiрiмен параллелдi, тегiс болуы шарт емес, кедiр-бұдырлы жəне бiршама қисықты болуы мүмкiн. Бұларды қабаттасу беттерi деп атайды.

Əрбiр қабатта, оның жабыны, табаны жəне қалыңдығы атты элементтерi бөлiнедi, алғашқы екеуiн қабат жазықтығы беттерi деп те атайды. Жабыны - оның жоғарғы, ең жас стратиграфиялық бөлiгi. Табаны – оның төменгi, стратиграфиялық көне бөлiгi; қабаттың бұл екi элементтерi геометриялық емес, стратиграфиялық белгiсi арқылы ғана анықталады. Қабат қалыңдығы - жабыны мен табаны арасындағы қашықтық. Ол нақтылы - қабат беттерi арасындағы ең қысқа қашықтық жəне көрiнетiн - ашылымдары жер бетiне шығып жатқан қалыңдығы болып бөлiнедi. Бiртектi немесе басты-басты қабаттары арасында немесе олар шекаралас орналасқан, қат-қабаттылық кешенi құрлысында түсi, құрамы жəне т.б. ерекшелiктерiмен өзгешеленiп тұратын, кiшiгiрiм қалыңдықты қабаттарды қабатша деп атайды. Жекеленген қабаттар қалыңдығы бiрте- бiрте немесе күрт сүйiрлене отырып, бара-бара мүлдем жойылуын сүйiрлене тамамдалу дейдi. Егер сүйiрлене тарамдалу шөгiндi түзу немесе фациалдық өзгерiспен байланысты болса, онда алғашқы (стратиграфиялық, фациалдық), ал бұрын қалыптасқан шөгiндiлер жуылып-шайылуы, не қатпарлану кезiнде көлденеңдi созылуы жəне үзiлуi денудациялық, тектоникалық нəтижесiнде пайда болса, онда қайталмалы деп аталынады. Барлық бағытта күрт сүйiрленiп тамамдалған қабатты линза дейдi.

Əрбiр қабат өз кезегiнде кiшiгiрiм қабаттықтардан тұруы мүмкiн. Олар қабат iшiнде көлденеңдi, қиғашты, толқынды болып орналасады. Сөйтiп, қабат-шөгiндi қабаттардың қабаттылық элементiне, ал ол өзiнен кiшi қабатшаларға бөлiнедi. Соңғылардың қалыңдығы милиметрден кiшi, милиметр, сантиметр, өте сирек жағдайда ондаған сантиметрмен өлшенедi. Ұзындығы сантиметр, ондаған сантиметр, өте сирек метр, ондаған метр болады.

Қабатшалар бiр құрамды болуы мүмкiн немесе шөгiндi ком- поненттердiң мөлшерi мен құрамына байланысты төменнен жоғары өзгередi. Егер қабатшылықтың үстiңгi бөлiгi астыңғысынан қатты ерекшеленсе, қабаттық екi мүшелiк, не таспалыққа өтедi. Сыртқы пiшiнi мен құрылысы ұқсас, бiр-бiрiмен қабаттасып қабаттықтар сериясын түзедi. Олар өз кезегiнде ұқсас белгiлерiне қарай сериялар тобын құрайды.

Қабатшалар өздерінің тұрақты өзгергіштігіне байланысты қабатшалар тобы ішінде бір қабатшадан екіншісіне қарай екі топ шекарасында айқын өзгеруімен қабатшалар будасын түзеді. Мұнда бұл қабаттың барлық будаларына қабатшалардың біріңғай өзгеруінің ерекшелігі тəн болып келеді (мысалы) буда ішінде саздылықтың қабатшадан қабатшаға өсуі жəне келесі буданың басында күрт азаюы).  Қабатшалар будасы қиғашты серия ішінде бірнеше рет қайталануы мүмкін, əдетте типтік топтасу көлденеңді жатысты қабаттылыққа тəн болып, қайталмалы будалар сериялар түзбей, бірінші қатарлы буда ішіндегі кабатшалар ауысуы заңдылығына бағынышты, жоғарғы қатарлы будалар тобын кұрайды. Мысалы, буда ішінде қабатшалар төменнен жоғарыға қарай біртіндеп сазданады; будалардың өздерінде төменнен жоғары қарай сазданудың өсуі байқалады, əрі қарай осы белгісі бойынша будалар тобын түзуі мүмкін. Негізінде қабатшалар будасы өзіндік ритмдер түзеді: Мұндай ритмнің қарапайым мысалына ленталы сазды түзілімдердегі белгілі «ленталарды» келтіруге болады. Мұнда лентаның төменгі бөлімі-құмды, ал жоғарғысы- сазды, ал будалар ішінде олар бір-біріне жайлап өтсе, келесі будамен (лентамен) арадағы шекара күрт, айқын болады.

Шөгінді қабаттылықтың негізгі екі типінің арақатынастылығын төмендегі сұлбадан байқауға болады (5-сурет).

5-сурет. Қабаттылық негізгі  элементтері

Осындай қабатшалар тіркесі қабаттар ішіндегі бітімдікті қабаттардың алмасуы шөгінді қабат бітімін құрайды.

Шөгінді жыныстардың қабаттылықты бітімінің қалыптасу жағдайлары Л. Н. Ботвинкинаның зерттеулерінің қорытындысы бойынша шөгінді таужыныстардың бітімін түзуші қабатшалар седиментация процесі нəтижесінде қалыптасады.

Қабаттылықты туғызатын седиментацияның негізгі факторлары мыналар:

1) шөгіндінің түнбалану  кезіндегі сортталуы (механикалық тұнба бөлікшелері, химиялық ерітінді кристалдары, коллоидты бөлікшелер, органикалық қалдықтар). Ауырлық күшіне байланысты кез келген тұнба мөлшері мен салмағына қарай көлденең жəне параллель жатындануға тырысады. Мұнда жыныстар ішіндегі көлденеңді қабаттылық көбінесе, седиментацияның сыртқы факторлары кезеңділігіне, əсіресе жыл мезгіліне байланысты пайда болады;

2) тұнбалардың түптік  қозғалыстарға байланысты шөгінделу  ортасы түбінде өзара бөліне орналасуы: ағыстар (түптік жалдар мен ағыс иірімдері) жəне толқулар (əртүрлі мөлшерлі толқу иірімдері).Бұл қозғалыстар нəтижесінде қиғашты жəне толқынды қабаттылықтар түзіледі.

3) диагенез кезінде шөгінделген  кұрамбөлшектердің бөліктерінің  өзара бөліне орналасуы мен өзгеруі (оның ішінде органикалық қалдықтардың шіруі), нəтижесінде диагенетикалық немесе аралас седименттік-диагенетикалық қабаттастық пайда болады;

4) тірі организмдердің  дамуы мен өсуі, олардың түбтікте  жиналып көбеюі (биогендік қабаттастықтың пайда болуы).

Қабаттылықтың пiшiндерi

Қабаттылықты зерттеу кезiнде қабаттардың сыртқы пiшiнi мен қалыңдығына ерекше көңiл бөлген жөн. Себебi олар шөгiндi түзу ортасының жылжу бағытын көрсетедi. Қабаттылық төрт негiзгi пiшiндерге бөлiнедi: параллельдi, толқынды, қиғашты жəне линза тəрiздес (6-сурет ).

Параллельдi қабаттылық қабаттасу беттерiнiң құрылысы жазықтыққа ұқсас болып келедi. Ол шөгiндi жиналған ортаның аз қозғалғышты, тiптi тыныш жағдайда болғандығын кепiлдейдi. Мұндай жағдайлар көлдер мен теңiздердiң толқын əсерiнен төмен орналасқан, су қозғалысы аз байқалатын бөлiктерiнде кездеседi. Қабаттылықтың қалыптасуының негiзгi себебi, шөгiндi материалының мөлшерi мен көлемi.

Толқынды қабаттылықта қабат беттерi толқындалып иiлген болып келедi. Ол су қозғалысы бағытының кезеңдiк ауысуы мен қайталануы жағдайында, яғни қайту мен толысу ағысы мен теңiз жағалауларындағы шымырлану кезiнде пайда болады, қиғашты толқынды қабаттылық эолды шөгiндiлер арасында, əсiресе бархандар қозғалысына перпендикуляр бағытта орналасады.