IMG_5176.JPG

Eoliczny system depozycyjny

Eoliczny system depozycyjny (ang. aeolian depositional system) to system depozycyjny, w którym dominują osady eoliczne, czyli osady transportowane i osadzone wiatr. Eoliczny system depozycyjny utożsamiany jest ze środowiskiem pustynnym.

W obrębie osadów eolicznych, Ahlbrandt i Fryberger (1982) wyodrębniają są trzy główne elementy: wydmy, obszary między wydmowe oraz pokrywy eoliczne. Do osadów "pozawydmowych" (extradune) zaliczyli materiał pylasty i frakcji ilastej transportowany w formie eolicznych prądów zawiesinowych (burze pylaste) i tworzący masywne, pozbawione struktur pokrywy lessowe. W obrębie pól wydmowych, piaszczyste osady środowiska eolicznego związane są z migracją riplemarków (ang. ripplemark), małych i dużych wydm (ang. dune) oraz draas (ang. draa, większych form złożonych z wydm). Materiał frakcji piaszczystej jest dobrze wysortowany i obtoczony z dużym udziałem zmatowiałych ziarn kwarcowych (ze względu na ich wytrzymałość). Deflacyjne powierzchnie erozyjne są zaznaczone przez bruk rezydualny, zagłębienia deflacyjne (misy i rynny), wielograńce i ostańce.

Pionierskie badania nad fizycznymi podstawami procesów eolicznych prowadził Bagnold (1941). Hunter (1977) w obrębie małych wydm wyróżnił pięć rodzajów warstwowania:

  • laminacja płaska związana z osadzaniem ziaren wleczonych przy wysokich prędkościach wiatru,
  • skośna laminacja związana z opadaniem ziaren z zawieszenia na zaprądowych stronach form (ang. grainfall),
  • warstwowanie translacyjne złożone z powierzchni erozyjnych pozostawionych przez wspinające się riplemarki,
  • skośna laminacja związana z osypywaniem się ziaren na zaprądowych stokach riplemarków w warunkach przepływu podkrytycznego (rzadko dostrzegana w osadach eolicznych),
  • warstwowanie skośne związane z lawinowym osypywaniem piasku na zaprądowych stronach wydm (o wysokości równej co najmniej 30 cm). Mniejsze formy wędrują w górę po większych a po dojściu do szczytu wywołują lawinowe zsypywanie się materiału po stronie zaprądowej (ang. grain-flow stratification). W obrębie poszczególnych skośnych lamin częste jest odwrócone uziarnienie gradacyjne.

Brookfield (1977) wyróżnił w osadach eolicznych trzy generacje powierzchni erozyjnych w obrębie wydm złożonych nazywając je powierzchniami granicznymi:

  • powierzchnie pierwszego rzędu, powstają przy przejściu głównych form (połogie główne linie warstwowania na zdjęciu po prawej stronie)
  • powierzchnie drugiego rzędu nie zawsze powstają, połogo zapadają w kierunku wiania wiatru i powstają w wyniku migracji mniejszych form po zaprądowych stronach głównych form
  • powierzchnie trzeciego rzędu (reaktywacji), stromo nachylone i powstają w wyniku zmiany siły i kierunku wiatru. Powierzchnie trzeciego rzędu są prawie równoległe do laminacji zaprądowej i są też określane jako powierzchnie reaktywacji.
krzyzowe_warstwowanie.JPG

Na zdjęciu po prawej stronie jurajska formacja piaskowców eolicznych Navajo Sandstone, grupa Glen Canyon w Utah, USA (zdjęcie Paweł Sydor). Widoczne skośnie warstwowane zestawy oddzielone przez powierzchnie pierwszego rzędu.

Gradziński i in. (1979) do tego dodają konieczność uwzględnienia powierzchni erozyjnych, które powstają w wyniku deflacji i mogą osiągać znaczne rozmiary. Strukturami przekątnego warstwowania klinowego lub jodełkowego (ang. herring-bone structure) powstają w wyniku zmiany kierunku wiatru lub obocznego nakładania się form. Na zdjęciu po lewej stronie klinowe przekątne warstwowanie w triasowych piaskowcach Sherwood Sandstone (pstry piaskowiec), centralna Anglia (wysokość zdjęcia ok. 2 m).

Kocurek i Havholm (1993) podzielili aktywne eoliczne systemy depozycyjne na mokre (ang. wet aeolian systems) i suche (ang. dry aeolian systems) w zależności od tego, czy na obszarach międzywydmowych zwierciadło wód gruntowych pojawia bezpośrednio poniżej powierzchni terenu, czy też nie. Z poziomem wody gruntowej utożsamiany jest poziom bazy. Dzięki podnoszeniu się poziomu bazy, możliwe jest zachowanie części osadów wydmowych, w przeciwnym razie w suchych systemach eolicznych w procesie migracji wydmy (erozji na obszarach międzywydmowych) mogą one zostać całkowicie zerodowane (ang. bypassing aeolian systems). W suchych systemach eolicznych osady wydmowe zazwyczaj oddzielone są przez warstwy piaszczystych osadów międzywydmowych.

W mokrych systemach, warstwy osadu eolicznego, które w wyniku wzrostu poziomu wód gruntowych znalazły się poniżej niego, zostają zachowane (nie ulegają wywiewaniu). Powyżej poziomu wód zachodzi dalsza migracja form eolicznych. W wilgotnych zagłębieniach pomiędzy wydmami, mogą kumulować się drapy ilasto-mułowcowe (osady międzywydmowe), często ze strukturami z wysychania, mogą się też tworzyć jeziora typu playa (także określane jako sabkha) z depozycją ewaporatową. W obrębie samych osadów wydmowych dochodzi do krystalizacji halitu i gipsu z wysoko zasolonych wód gruntowych. Osady eoliczne moga być także przewarstwiane przez rzeczne, zwłaszcza rzek okresowych (wadi), gdzie z wód gruntowych lub infiltrujących krystalizuje cement węglanowy (caliche). Podobnie w marginalnych częściach basenów sedymentacyjnych, osady eoliczne moga być przewarstwione przez osady innych systemów depozycyjnych (morskich, rzecznych, czy jeziornych).

Literatura

Ahlbrandt, T. S., Fryberger, S. G. 1982. Introduction to eolian deposits, w: Scholle, P. A., Spearing, D. red., Sandstone Depositional Environments: AAPG Memoir 31
Bagnold, R. 1941. Physics of Blown Sand and Desert Dunes, Mathuen.
Brookfield, M.E. 1977. The origin of bounding surfaces in ancient eolian sandstones, Sedimentology 24
Gradziński, R., Gągol, J., Ślączka, A. 1979. The Tumlin sandstone (Holy Cross Mts, Central Poland): Lower Triassic deposits of aeolian dunes and interdune areas. Acta Geologica Polonica 29, 151–175
Hunter, R.E. 1977. Basic types of stratification in small eolian dunes. Sedimentology 24
Kocurek G., Havholm K.G. 1993. Eolian sequence stratigraphy: A conceptual framework, W: Siliciclastic sequence stratigraphy (P. Weimer and H.W. Posamentier, red.), AAPG Memoir 58