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冲刷面与底痕:槽模钝头指上游,沟模等宽无收尾

河床砂层底面翻过来,常见一排排凸起的疙瘩和细脊,很多人把它们当成结核或虫管。它们多数是底痕:上覆砂层灌进下伏泥面的凹坑,脱开后成了凸模,方向信息全留在形状里。底面朝上还是朝下,先要认准。

冲刷面先看截切关系,下伏层理被齐口切掉

冲刷面是一条截切面:上覆粗粒层把下伏层的纹层斜着切掉,切口不规则,起伏从 2 毫米到 30 厘米。界面上常残留泥砾、砾石或生物碎屑,成分取自下伏层,磨圆差、分选差。界面上下岩性差别越大,越容易认。

起伏尺度反映侵蚀强度。起伏小于 5 厘米的多为单层内的短期冲刷;起伏 20–50 厘米、底部带砾的,往往代表一次较强的侵蚀事件。先量起伏,再谈水流,顺序不能颠倒。起伏量法是在垂直方向上取五个点求平均。

槽模一头钝一头尖,钝头指向上游

槽模是最可靠的方向标志。它呈勺状或舌状,一端圆钝而深,另一端渐收成尖尾,长 2–20 厘米,宽 1–5 厘米,深 1–3 厘米。钝头是水流冲刷最深处,指向上游;尖尾顺流拖出,指向下游。尾部有时分叉,方向仍以主轴为准。

成组的槽模彼此平行,长轴方向一致,可用来读古水流,测量时取长轴方位。单个槽模可能由局部涡流打出,方向会偏十几度甚至几十度,至少量十条取平均,方向才站得住。单条槽模的偏角可以到三十度。

沟模是等宽的平行脊,从头到尾不收窄

沟模是另一类:细长、等宽、彼此平行的脊,宽 1–10 毫米,长可达 10–50 厘米,从头到尾不收窄。它是水流拖着硬物在泥面上划出的沟,砾石、贝壳、木片都能当工具,被砂充填后铸成脊。沟模的宽窄取决于拖动工具,与流速没有直接关系。

沟模只给出一条轴线,没有箭头。它给出水流方向线,却不说明往哪边流;要定流向,得靠同一层面上的槽模、砾石叠瓦或斜层理前积方向配合,单靠沟模定不了上下游。两者常在同一层面上先后出现。

跳模与刷模形态介于两者之间,需要成组判读

跳模是物体在水底弹跳留下的短促凹坑,成串出现,间距 2–10 厘米,深浅交替;刷模是一端粗一端细的短脊,形似槽模但更小更浅。两者都能指示方向,可靠程度不如槽模。成串的跳模还能读出物体弹跳的步长。

容易混进来的是重荷模。它也是底面凸起,但呈圆瘤状、两侧对称、没有尖尾,排列不成平行线,成因是差异压实而不是冲刷。本文判断,底面凸起若两头都圆、彼此没有共同方向,应先按重荷模处理。

关键数据

下列数值为常见量级,粗砂岩层里的底痕会整体偏大。本文判断:底痕的价值在于成群,单件标本只能给出方向线索,不足以定案。量的时候连同岩层产状一起记录,恢复到原始方位才有意义。

  • 冲刷面起伏 2 毫米至 50 厘米
  • 冲刷面底部泥砾砾径 2–50 毫米
  • 槽模长 2–20 厘米,宽 1–5 厘米,深 1–3 厘米
  • 槽模钝头指上游,尖尾指下游
  • 沟模宽 1–10 毫米,长 10–50 厘米,等宽不收窄
  • 跳模成串出现,间距 2–10 厘米
  • 重荷模呈圆瘤状,无尖尾,不成平行组

边界:基底性质与后期应变会改写底痕

底痕只在泥质基底上保存得好。基底若是砂或砾,冲刷坑留不住形状;基底若是已固结的泥岩,冲刷面会变得平直,底痕稀疏。砂岩与泥岩互层的剖面,才是找底痕的首选。这类剖面里底痕的产出率最高。

另一处边界是后期变形。岩层经历褶皱后,底面被压扁、拉长,槽模的长宽比失真;强劈理化地区,底痕甚至被劈理面切断。本文判断,读底痕方向之前先确认岩层未受强烈应变,否则只能定性描述。

参考文献

  • 曾允孚, 夏文杰 主编.《沉积岩石学》. 地质出版社, 1986. —— 冲刷面与底痕。
  • 冯增昭 主编.《沉积岩石学》(第二版). 石油工业出版社, 1993.
  • 里丁 H.G. 编, 周明鉴 等译.《沉积环境和相》. 科学出版社, 1985.
  • 刘宝珺 主编.《沉积岩石学》. 地质出版社, 1980.
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文章名称:冲刷面与底痕:槽模钝头指上游,沟模等宽无收尾
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