Боума тізбегі: тұнба шөгінділеріндегі құрылымдар. Тұнба тоқтармен қалыптасқан 5 қабаттан (A-E) тұрады, олардың әрқайсысының өзіндік ерекшеліктері бар. Геология.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Шөгінділердегі немесе шөгінді тау жыныстарындағы құрылымдар жиынтығы.
Set of structures in sediments or sedimentary rocks
Бума тізбегі (Арнольд Буманың есімімен, 1932–2011) – көлдердің, мұхиттардың және өзендердің түбіндегі тұнба ағындарымен шөгіндірген тұнба қабаттарындағы классикалық шөгінді құрылымдарды сипаттайды.
The Bouma sequence (after Arnold Bouma, 1932–2011) describes a classic set of sedimentary structures in turbidite beds deposited by turbidity currents at the bottoms of lakes, oceans and rivers.
Сипаттама
Бума реті төмен тығыздықтағы (яғни, құмның төмен концентрациясы, ұсақ түйіршікті) бұлыңғыр ағымдармен шөгіндірлген құрылымдардың идеалды тік реттілігін сипаттайды. Жоғары тығыздықтағы ағымдармен шөгіндірлген құрылымдардың идеалды тік реті үшін Лоу реті деп аталатын баламалы жіктеу схемасы бар. Бума реті А мен Е әріптерімен белгіленген 5 бөлінетін қабаттан тұрады, мұнда А төменгі, ал Е жоғарғы жағында орналасқан. Бума сипаттаған әрбір қабаттың өзіндік шөгінді құрылымдары мен литологиясы бар (төменде қараңыз), ал қабаттардың түйірленуі төменнен жоғарыға қарай ұсақтанады. Табиғатта кездесетін турбидиттердің көпшілігі толық емес реттіліктерді көрсетеді, бірақ толық реттілік келесі қабаттардан тұрады:
The Bouma sequence specifically describes the ideal vertical succession of structures deposited by low density (i. e., low sand concentration, fine grained) turbidity currents. An alternate classification scheme that is generally called the Lowe sequence exists for the ideal vertical sequence of structures deposited by high density flows. The Bouma sequence is divided into 5 distinct layers labelled A through E, with A being at the bottom and E being at the top. Each layer described by Bouma has a specific set of sedimentary structures and a specific lithology (see below), with the layers overall getting finer grained from bottom to top. Most turbidites found in nature have incomplete sequences, but a complete sequence consists of the following layers:
E: Біртектес, сұрыпталмаған сазтас, кейде іздердің болуымен (яғни, биотурбация). Бума E қабаты көбінесе жоқ болады немесе төмендегі Бума D қабатынан ажырату қиын. D: Параллельді қабатталған балшық тас. C: Толқынды қабатталған ұсақ түйірлі құмтас. Көбінесе толқынды қабаттар бүктеліп, жалын тәрізді құрылымдарға айналады. B: Жалпақ қабатталған ұсақ немесе орташа түйірлі құмтас. Бума B қабатының түбінде флейта іздері, ойық іздері және жарықшалар сияқты табандық белгілер кездеседі. A: Ірі және қалыпты түрде сұрыпталған, ұсақтан ірі түйірлі құмтас, көбінесе тас және/немесе шифердің сынықтары қабатының төменгі жағында кездеседі. Диш құрылымдары болуы мүмкін. А қабатының астындағы құмтастың негізі кейде төменгі қабаттарды эрозиялайды.
E: Massive, ungraded mudstone, sometimes with evidence of trace fossils (i. e., bioturbation). The Bouma E layer is often missing, or difficult to differentiate from the Bouma D layer below. D: Parallel laminated siltstone. C: Ripple laminated fine grained sandstone. Often the ripple laminations are deformed into convolute laminations and flame structures. B: Planar laminated fine to medium grained sandstone. The base of Bouma B often has features known as sole markings, such as flute casts, groove casts and parting lineation. A: Massive to normally graded, fine to coarse grained sandstone, often with pebbles and/or rip up clasts of shale near the base. Dish structures may be present. The base of the sandstone, below A, is sometimes eroded into underlying strata.
Процестер
Бума тізбегі бұзылма ағындар төмен қарай қозғалғанда, ағынның қарқыны төмендеген кезде шөгінділер жиналады. Басқаша айтқанда, ағындылар қозғалған беткейдің еңістігіне бейімделуі кезінде немесе арна ішінде шектелуден арнадан шығып, кеңірек таралу кезінде энергиясын үнемі жоғалтады. Еңістіктегі өзгерістерден туындаған серпілістер және/немесе гидравликалық секірулер ағындылардың энергиясын қысқа мерзімге жандандырып, арттыра алады, бірақ ақыр соңында энергия ағын бастапқы нүктесінен алшақтағанда төмендейді. Ағынның энергиясы ең жоғары болғанда, ол ең көп шөгіндіні және ең ірі ұсақ бөлшектерді алып жүреді, бірақ энергия төмендегенде, тасымалдау қабілеті азаяды және ең ірі ұсақ бөлшектер тез орналасады, кейде дерлік бірден. Жоғары энергиялы ағындар төмендегі төсектерді эрозиялап, жаңа материалды ағынға қосып, осылайша ағын энергиясын төмендетуі мүмкін. Арнадағы ағындар ағыннан айырылу процесінен де өтуі мүмкін, онда ағынның жоғарғы бөлігі, ұсақ бөлшектер жиналуға бейім, бөлініп, арнадан шығып кетеді, ал ағынның төменгі бөлігі, ірі ұсақ бөлшектер жиналатын жері, арнада қалады. Соңында, тек құмды бөлшектер ғана қалды, олар ағым қозғалысы жоқ су бағанында сәл ілініске тоқтап тұрады. Ағын төмен қарай қозғалғанда Бума тізбегінің қабаттарын құру үшін келесі процестер жүзеге асырылады. Бума E – соңғы шөгінді қабат. Ол тоқ іс жүзінде болмайтын жерде тұнбаның орналасуынан пайда болады. Құмды бөлшектер судың химиялық құрамы өзгеретінше ілініске тоқтап тұрады, содан кейін олар жиналып, шөгіп қалады. Бума E қабаты, егер шөгіндіге жиналған болса, кейінгі тұмандық ағындармен оңай эрозияға ұшырайды, сондықтан ол көбінесе кездеспейді. Бума D – аздаған тоқ бар жерде тұнбаның орналасуынан шөгіндіге жиналады. Тоқтың энергиясындағы шағын өзгерістер ұсақ және ірі ұсақ бөлшектердің ламинациялануының кезектесуіне себеп болады. Бума C – ағынның жеткілікті энергиясы бар төменгі ағынды режим жағдайында шөгіндіге жиналады, ол ұсақ құмды тұздау арқылы тасымалдай алады, онда ұсақ бөлшектер ағын астындағы бетке секіріп, домалайды. Ұсақ бөлшектер шөгіп, ағын толқындары пайда болады, шөгіндінің жылдамдығы жеткілікті жоғары болса, көтерілетін толқындар пайда болады. Егер толқын төсектері жер сілкінісінің және/немесе үстіндегі тұмандық/құмдық ағынның әсерінен деформацияланса, толқын ламинациялары бүктеліп, жалын тәрізді құрылымдарға айналуы мүмкін. Бума B – жоғарғы ағынды режим жағдайында шөгіндіге жиналады, онда құмды ұсақ бөлшектерді тарту арқылы тасымалдауға жеткілікті энергия бар, онда олар ағын астындағы бетке сырғып, домалайды. Тоқтың энергиясы соншалық, ағын астындағы төсектің үстінде ойыстар, флейталар және бөліну сызықтары сияқты іздер пайда болады және Бума B қабатының төменгі жағында қалыптар мен құймалар түрінде сақталады. Бума A – ағынның жеткілікті энергиясы болған жағдайда, ағын шөгіндіге жиналатын алғашқы қабат. Әйтпесе, B, C немесе D Бумасы бірінші шөгіндіге жиналатын қабат болады. Бума A ағын энергиясы жеткілікті жоғары болған кезде, сұйықтық турбуленттілігі ең ірі ұсақ бөлшектерді ілініске тоқтап тұруға қабілетті болады. Энергиясы белгілі бір деңгейден төмендегенде, ұсақ бөлшектер бірден шөгіп, үлкен қабатты құрайды. Егер ағын энергиясы баяу төмендесе, онда ірі ұсақ бөлшектер бірінші болып шөгіп, ұсақ бөлшектер әлі де ілініске тоқтап тұрады. Бұл қабаттың жоғарғы жағына қарай ұсақ бөлшектердің біртіндеп кішірейе түсуімен және ұсақ бөлшектердің ірі бөлшектер арасында кездейсоқ таралуымен ұсақ бөлшектердің өлшемі бимодальді түрде бөлінеді дегенді білдіреді (яғни ұсақ бөлшектердің өлшемі біртекті емес). Ұсақ бөлшектер шөгіп, ұсақ бөлшектердің тығыздалуынан босатылған су жоғары көтеріліп, ойыс тәрізді құрылымдарды құрайды. Сонымен қатар, эрозия ағынның түбінде орын алып, астындағы төсектен шитті жыртып алады, сондықтан шитті жырту фрагменттері Бума A қабатының түбіне қосылады. Шитті жырту фрагменттерінің біршама көтергіштігі болса, олар Бума A-ның түбінен жоғары қашықтықта қабат құрауы мүмкін.
The Bouma sequence is deposited during waning flow as turbidity currents move downslope. In other words, flows steadily lose energy as they react to changes in the slope of the surface over which they travel, and/or as flows move from being confined within a channel to unconfined when they exit the channel and spread out. Surges and/or hydraulic jumps caused by changes in slope can reinvigorate flows briefly to increase flow energy, but ultimately energy decreases as flows move away from their points of origin. When energy within a flow is highest, it can carry the maximum amount of sediment and the largest grain sizes, but as energy decreases, the carrying capacity reduces, and the coarsest grains quickly settle out, sometimes almost instantaneously. High energy flows may also erode into underlying beds, thereby incorporating new material into the flow, which will tend to decrease flow energy. Flows in channels can also undergo flow stripping, in which the upper part of the flow, where the finer grains tend to concentrate, separates and travels out over the top of the channel, leaving the lower part of the flow, where the coarser grains accumulate, within the channel. Ultimately, only clay particles remain, suspended in a stagnant water column with essentially no current movement. As flows move downslope the following processes take place to create the layers of the Bouma sequence. Bouma E is the last layer deposited. It results from suspension settling where essentially no current exists. Clays generally remain suspended until the water chemistry changes and allows the clays to flocculate and settle out. Because the Bouma E layer, if deposited at all, is easily eroded by subsequent turbidity currents, it is often not present. Bouma D is deposited by suspension settling where a slight current exists. Subtle changes in current energy causes alternating laminations of coarser and finer grains of silt to settle out. Bouma C is deposited under lower flow regime conditions where there is enough energy for the flow to carry fine sand by saltation, wherein grains hop and bounce across the surface beneath the flow. As grains settle out, current ripples develop, with climbing ripples developing if sedimentation rates are high enough. If shear is imposed on the ripple beds by an earthquake and/or by an overlying turbidite/turbidity current, the ripple laminations can be deformed into convolute laminations and flame structures. Bouma B is deposited under upper flow regime conditions where energy is high enough to carry sand grains by traction, wherein they slide and roll across the surface beneath the flow. The current energy is such that sole marks such as groove casts, flute casts and parting lineation can form on top the bed beneath the flow, and be preserved as molds and casts on the underside of the Bouma B layer. Bouma A is the first layer deposited by a flow, provided the flow has sufficient energy. Otherwise Bouma B, C or D will be the first layer deposited. Bouma A is deposited when the flow energy is high enough that fluid turbulence is able to keep the coarsest grains in suspension. When energy drops below a critical level, the grains tend to settle out all at once to create a massive bed. If flow energy drops more slowly, then the coarse grains may settle out first, leaving the fine grains still in suspension. This results in coarse tail graded bedding, which means that there is a bimodal distribution of grain sizes with the coarse grains becoming progressively smaller towards the top of the bed, and the finer grains being randomly distributed between the coarse grains (i. e., the finer grain sizes are ungraded). As grains settle out, water displaced by grain compaction can move upward to create dish structures. Also, erosion can take place at the base of the flow and tear up shale from an underlying bed so that shale rip clasts are incorporated into the base of the Bouma A layer. If there is some buoyancy to the rip up clasts, then they may form a layer some distance above the base of Bouma A.