النوم المتقاطع

يشير التطبق المتقاطع للحجر الرملي بالقرب من طريق جبل الكرمل، وادي صهيون ، إلى أن حركة الرياح وتكوين الكثبان الرملية قد حدثت قبل تكوين الصخر.
طبقات متقاطعة في قبة من الحجر الرملي في أودية إسكالانتي .
قد تكون الطبقات المتقاطعة للكثبان الرملية كبيرة، كما هو الحال في رواسب عرق العصر الجوراسي في حجر نافاجو الرملي في منتزه كانيونلاندز الوطني . يظهر هنا جبل أزتيك بوت.
تكوين الطبقات المتقاطعة
رسم تخطيطي للطبقات المتقاطعة بفعل الرياح
صورة مقرّبة للطبقات المتقاطعة والتآكل ، تكوين لوغان ، أوهايو
طبقات متقاطعة مسطحة في حجر نافاجو الرملي في منتزه صهيون الوطني
التطبق المتقاطع الجدولي في تكوين ساوث بار في نوفا سكوتيا
مقطع عرضي مثالي لمجموعات من الطبقات المتقاطعة التي خلفتها الكثبان الرملية المائية المهاجرة في تيار أحادي الاتجاه
طبقات متقاطعة على شكل أحواض في تكوين وادينز كوف في نوفا سكوتيا
رسوم متحركة توضح ترسب وتآكل الطبقات المتقاطعة

في علم الجيولوجيا ، يُعرف التطبق المتقاطع ، أو التطبق المتقاطع ، بأنه تراكب طبقات داخل طبقة واحدة بزاوية مع مستوى التطبق الرئيسي . وتتكون البنى الرسوبية الناتجة من وحدات أفقية تقريبًا تتألف من طبقات مائلة. يكون التراكب الأصلي للطبقات الرسوبية مائلًا، ولا ينتج هذا الميل عن تشوه لاحق للترسيب . تُعرف الطبقات المتقاطعة أو "المجموعات" بأنها مجموعات من الطبقات المائلة، والتي تُسمى الطبقات المتقاطعة.

تتشكل الطبقات المتقاطعة أثناء الترسيب على الأسطح المائلة لأشكال قاع البحر ، مثل التموجات والكثبان الرملية ؛ مما يدل على أن بيئة الترسيب احتوت على وسط متدفق (عادةً الماء أو الرياح). ومن أمثلة هذه الأشكال: التموجات، والكثبان الرملية، والكثبان المضادة ، والموجات الرملية ، والتلال الرملية ، والحواجز الرملية ، ومنحدرات الدلتا . [ 1 ] وتندرج البيئات التي تكون فيها حركة المياه سريعة وعميقة بما يكفي لتكوين أشكال قاع واسعة النطاق ضمن ثلاث مجموعات طبيعية: الأنهار، والبيئات الساحلية والبحرية التي يهيمن عليها المد والجزر. [ 2 ]

دلالة

تُقدّم الطبقات المتقاطعة معلومات قيّمة للجيولوجيين حول طبيعة المنطقة في العصور القديمة. يُشير اتجاه ميل هذه الطبقات إلى التيار القديم ، وهو الاتجاه التقريبي لانتقال الرواسب . كما يُمكن لنوع الرواسب وحالتها أن تُخبر الجيولوجيين بنوع البيئة (التكوّر، والفرز، والتركيب...). تُتيح دراسة النظائر الحديثة للجيولوجيين استخلاص استنتاجات حول البيئات القديمة. يُمكن تحديد التيار القديم من خلال رؤية مقطع عرضي لمجموعة من الطبقات المتقاطعة. مع ذلك، للحصول على قراءة دقيقة، يجب أن يكون محور الطبقات مرئيًا. كما يصعب التمييز بين الطبقات المتقاطعة للكثبان الرملية والطبقات المتقاطعة للكثبان الرملية المضادة. (تميل الكثبان الرملية باتجاه مجرى النهر بينما تميل الكثبان الرملية المضادة عكس اتجاه المنبع). [ 1 ]

يمكن أن يُشير اتجاه حركة الطبقات المتقاطعة إلى اتجاهات التدفق أو الرياح القديمة (المعروفة باسم التيارات القديمة). تترسب الطبقات الأمامية بزاوية استقرار (حوالي 34 درجة من الأفقي)، مما يُمكّن الجيولوجيين من قياس اتجاه ميل الرواسب ذات الطبقات المتقاطعة وحساب اتجاه التدفق القديم. مع ذلك، فإن معظم الطبقات المتقاطعة ليست مسطحة، بل هي أحواض . ونظرًا لأن الأحواض قد تُعطي تباينًا يصل إلى 180 درجة في ميل الطبقات الأمامية، فقد تُؤخذ قيم خاطئة للتيارات القديمة عند قياس الطبقات الأمامية بشكل عشوائي. في هذه الحالة، يُحدد اتجاه التيار القديم الحقيقي بواسطة محور الحوض. يُعد اتجاه التيار القديم مهمًا في إعادة بناء أنماط المناخ والصرف القديمة: إذ تُحافظ الكثبان الرملية على اتجاهات الرياح السائدة، وتُشير تموجات التيار إلى اتجاه حركة الأنهار.

تشكيل

يتشكل التطبق المتقاطع نتيجةً لهجرة أشكال قاعية مثل التموجات أو الكثبان الرملية باتجاه مجرى الماء [ 3 ] . يتسبب تدفق الماء في قفز حبيبات الرمل صعودًا على الجانب المواجه للمجرى (أعلى التيار) من الشكل القاعي، وتتجمع عند القمة حتى تصل إلى زاوية الاستقرار. عند هذه النقطة، يكون ارتفاع قمة المادة الحبيبية قد ازداد بشكل كبير، فتتغلب عليها قوة الماء المتحرك، وتسقط على الجانب الآخر (أسفل التيار) من الكثيب. وتؤدي الانهيارات المتكررة في النهاية إلى تشكيل البنية الرسوبية المعروفة بالتطبق المتقاطع، حيث تميل هذه البنية في اتجاه التيار القديم.

يتم فرز الرواسب التي تشكل الطبقات المتقاطعة بشكل عام قبل وأثناء الترسيب على الجانب "المواجه للرياح" من الكثيب، مما يسمح بالتعرف على الطبقات المتقاطعة في الصخور والرواسب. [ 4 ]

تتسم زاوية واتجاه الطبقات المتقاطعة عمومًا بثبات نسبي. ويتراوح سمك الطبقة المتقاطعة الواحدة من بضعة عشرات من السنتيمترات إلى مئات الأقدام أو أكثر، وذلك تبعًا لبيئة الترسيب وحجم شكل الطبقة. [ 5 ] تتشكل الطبقات المتقاطعة في أي بيئة يتدفق فيها سائل فوق طبقة تحتوي على مواد متحركة. وهي أكثر شيوعًا في رواسب الأنهار (المكونة من الرمل والحصى)، والمناطق المدية، والكثبان الرملية .

أنماط الفرز الداخلية

تُعرف الرواسب ذات الطبقات المتقاطعة في الحقل من خلال طبقاتها المتعددة المعروفة باسم " الطبقات الأمامية "، وهي سلسلة من الطبقات التي تتشكل على الجانب السفلي أو الجانب المواجه للرياح من شكل القاع (التموج أو الكثيب). وتتميز هذه الطبقات الأمامية باختلافها الفردي نظرًا للفصل الدقيق بين طبقات المواد ذات الأحجام والكثافات المختلفة.

يمكن أيضًا التعرف على التطبق المتقاطع من خلال الانقطاعات في مجموعات من الطبقات الأمامية المتموجة، حيث تتآكل رواسب الجداول الموجودة مسبقًا بفعل فيضان لاحق، وتترسب أشكال قاعية جديدة في المنطقة التي تم تجريفها.

الأشكال الهندسية

يمكن تقسيم التطبق المتقاطع وفقًا لهندسة المجموعات والطبقات المتقاطعة إلى فئات فرعية. أكثر الأنواع شيوعًا هي التطبق المتقاطع الجدولي والتطبق المتقاطع الحوضي. يتكون التطبق المتقاطع الجدولي، أو التطبق المستوي، من وحدات متقاطعة ممتدة أفقيًا بالنسبة لسمك المجموعة، ولها أسطح حدودية مستوية أساسًا. [ 3 ] أما التطبق المتقاطع الحوضي، فيتكون من وحدات متقاطعة ذات أسطح حدودية منحنية، وبالتالي محدودة في امتدادها الأفقي. [ 3 ]

أسرة متقاطعة مسطحة (مستوية)

تتكون الطبقات المتقاطعة المستوية من وحدات متقاطعة ذات امتداد أفقي كبير بالنسبة لسمكها، ولها أسطح حدودية مستوية أساسًا. وتكون الصفائح الأمامية لهذه الطبقات منحنية بحيث تصبح مماسية للسطح القاعدي. [ 3 ]

يتشكل التطبق المتقاطع الجدولي بشكل رئيسي نتيجة هجرة التموجات والكثبان الرملية الكبيرة ذات القمم المستقيمة. ويتشكل هذا التطبق خلال فترات انخفاض التدفق. ويتراوح سمك الطبقات الفردية من بضعة عشرات من السنتيمترات إلى متر أو أكثر، ولكن لوحظ سمك يصل إلى 10 سنتيمترات. [ 6 ] عندما يكون ارتفاع المجموعة أقل من 6 سنتيمترات وتكون طبقات التطبق المتقاطع بسمك بضعة ملليمترات فقط، يُستخدم مصطلح التطبق المتقاطع بدلاً من التطبق المتقاطع. وتظهر مجموعات الطبقات المتقاطعة عادةً في الرواسب الحبيبية، وخاصة الحجر الرملي ، وتشير إلى أن الرواسب ترسبت على شكل تموجات أو كثبان رملية، تقدمت بفعل تيار مائي أو هوائي. [ 7 ]

أسرة متقاطعة على شكل أحواض

الطبقات المتقاطعة هي طبقات رسوبية مائلة بالنسبة لقاعدة وسطح الطبقة التي ترتبط بها. تُقدم هذه الطبقات معلومات قيّمة للجيولوجيين المعاصرين حول البيئات القديمة، مثل بيئة الترسيب، واتجاه نقل الرواسب (التيارات القديمة)، وحتى الظروف البيئية السائدة وقت الترسيب. عادةً ما تُسمى الوحدات في السجل الصخري بالطبقات، بينما تُسمى الطبقات المكونة للطبقة بالصفائح الرقيقة (Laminae) عندما يقل سمكها عن 1  سم، وبالطبقات الرسوبية (Strata) عندما يزيد  سمكها عن 1 سم. [ 1 ] تميل الطبقات المتقاطعة بزاوية إما بالنسبة لقاعدة أو سطح الطبقات المحيطة بها. وعلى عكس الطبقات المائلة، تترسب الطبقات المتقاطعة بزاوية بدلاً من أن تترسب أفقيًا وتتشوه لاحقًا. [ 8 ] تتميز الطبقات المتقاطعة الحوضية بأسطح سفلية منحنية أو مقعرة الشكل، تقطع الطبقات السفلية. كما أن الطبقات الأمامية منحنية أيضًا وتندمج بشكل مماس مع السطح السفلي. وهي مرتبطة بهجرة الكثبان الرملية. [ 9 ]

الرواسب

يمكن أن يوفر شكل الحبيبات وتصنيف الرواسب وتكوينها معلومات إضافية عن تاريخ الطبقات المتقاطعة. يُعزى استدارة الحبيبات، ومحدودية التباين في حجمها، وارتفاع محتوى الكوارتز عمومًا إلى تاريخ طويل من التجوية ونقل الرواسب. على سبيل المثال: يُوجد الرمل المستدير جيدًا والمصنف جيدًا، والذي يتكون في معظمه من حبيبات الكوارتز، عادةً في البيئات الشاطئية، بعيدًا عن مصدر الرواسب. أما الرواسب غير المصنفة جيدًا والزاوية، والتي تتكون من مجموعة متنوعة من المعادن، فتُوجد عادةً في الأنهار، بالقرب من مصدر الرواسب. [ 8 ] ومع ذلك، فإن الرواسب القديمة تتعرض للتآكل وإعادة التحريك بشكل متكرر. وبالتالي، قد يقوم النهر بتآكل تكوين قديم من رمال الشاطئ المستديرة جيدًا والمصنفة جيدًا، والتي تتكون من كوارتز نقي تقريبًا.

البيئات

الأنهار

تتأثر التدفقات المائية بالمناخ (الثلوج والأمطار وذوبان الجليد) والانحدار. ويمكن أن تؤدي تغيرات التصريف المقاسة على نطاقات زمنية مختلفة إلى تغيير عمق المياه وسرعتها. تتميز بعض الأنهار بمخطط هيدرولوجي يمكن التنبؤ به ويخضع للتحكم الموسمي (يعكس ذوبان الثلوج أو موسم الأمطار). بينما تهيمن على أنهار أخرى تغيرات زمنية مميزة لجريان الأنهار الجليدية في جبال الألب أو العواصف المفاجئة، مما ينتج عنه تصريف متقلب. ونادرًا ما يوجد سجل طويل الأمد لتدفق ثابت في الصخور. [ 2 ]

Bed forms are relatively dynamic sediment storage bodies with response times that are short relative to major changes in flow characteristics. Large scale bed forms are periodic and occur in the channel (scaled to depth). Their presence and morphologic variability have been related to flow strength expressed as mean velocity or shear stress.[2]

In a fluvial environment, the water in a stream loses energy and its ability to transport sediment. The sediment "falls" out of the water and is deposited along a point bar. Over time the river may dry up or avulse and the point bar may be preserved as cross-bedding.

Tide-dominated

Tide dominated environments include:

  • Coastal water bodies that are partially enclosed by topography, yet have a free connection to the sea.
  • Coast lines that have a tidal range of greater than one meter.
  • Areas in which the water run-off volume is low relative to the tidal volume or impact.

In general, the greater the tidal range the greater the maximum flow strength.[2] Cross-stratification in tidal-dominated areas can lead to the formation of Herringbone cross-stratification.

Although the flow direction reverses regularly, the flow patterns of flood on ebb currents commonly do not coincide. Consequently, the water and transport sediment may follow a roundabout route in and out of the estuary. This leads to spatially varied systems where some parts of the estuary are flood dominated and other parts are ebb dominated. The temporal and spatial variability of flow and sediment transport, coupled with regular fluctuating water levels creates a variety of bed form morphology.[2]

Shallow marine

Large scale bed forms occur on shallow, terrigenous or carbonate clastic continental shelves and epicontinental platforms which are affected by strong geostrophic currents, occasional storm surges and/or tide currents.[2]

Aeolian

In an aeolian environment, cross-beds often exhibit inverse grading due to their deposition by grain flows. Winds blow sediment along the ground until they start to accumulate. The side that the accumulation occurs on is called the windward side. As it continues to build, some sediment falls over the end. This side is called the leeward side. Grain flows occur when the windward side accumulates too much sediment, the angle of repose is reached and the sediment tumbles down. As more sediment piles on top the weight causes the underlying sediment to cement together and form cross-beds.[8]

References

  1. 1 2 3 كولينسون، جي دي، طومسون، دي بي، 1989، الهياكل الرسوبية (الطبعة الثانية): القسم الأكاديمي لشركة Unwin Hyman Ltd، وينشستر، ماساتشوستس، XXX صفحة.
  2. 1 2 3 4 5 6 آشلي، ج. (1990) "تصنيف الأشكال الرسوبية تحت الماء واسعة النطاق: نظرة جديدة على مشكلة قديمة." مجلة علم الصخور الرسوبية . 60.1: 160-172. مطبوع.
  3. 1 2 3 4 بوغز، إس.، 2006، مبادئ علم الرسوبيات وعلم الطبقات (الطبعة الرابعة): بيرسون برنتيس هول، أبر سادل ريفر، نيوجيرسي، XXX صفحة.
  4. ريسينك، إيه جيه إتش وبريدج، جيه إس، 2007 "تأثير الأشكال الرسوبية المتراكبة وعدم استقرار التدفق على تكوين الطبقات المتقاطعة في الكثبان الرملية والحواجز الرسوبية." علم الرسوبيات ، 202، 1-2، ص. 281-296 doi : 10.1016/j.sedgeo.2007.02.00508/2002 .
  5. بورك، لورانس، وماكغارفا، رودي. "اتبع التيار: الجزء الأول: تحليل النقل القديم". تاسك جيوساينس. بدون ناشر، أغسطس/آب 2002. موقع إلكتروني. 2 نوفمبر/تشرين الثاني 2010. < "تاسك جيوساينس - خبراء صور الآبار ومقاييس الميل" . مؤرشف من الأصل في 28 أكتوبر/تشرين الأول 2010. تم الاسترجاع في 2 ديسمبر/كانون الأول 2010 .>
  6. ستو، إيه في، 2009، الصخور الرسوبية في الحقل. دليل ملون (الطبعة الثالثة) مطبوع.
  7. هورلبوت، سي. 1976. الكوكب الذي نعيش عليه، موسوعة مصورة لعلوم الأرض. نيويورك: هاري ن. أبرامز، مطبوع.
  8. 1 2 3 ميدلتون، جي، 2003، موسوعة الصخور الرسوبية : <MPG Books، كورنوال، بريطانيا العظمى، XXX صفحة.
  9. ماكلين، مايكل، علم الرسوبيات، مطبعة جامعة أكسفورد، 1995، الصفحات 95-97، رقم ISBN 0-19-507868-3
  • مونرو، جيمس س. وويكاندر، ريد (1994) الأرض المتغيرة: استكشاف الجيولوجيا والتطور ، الطبعة الثانية، سانت بول، مينيسوتا  : ويست، ISBN 0-314-02833-1، الصفحات  113 114.
  • روبين، ديفيد م. وكارتر، كاريسا ل. (2006) أشكال قاع البحر والطبقات المتقاطعة في الرسوم المتحركة ، جمعية الجيولوجيا الرسوبية (SEPM)، سلسلة الأطلس 2 ، قرص DVD رقم 56002، ISBN 1-56576-125-1
  • Prothero، DR and Schwab، F.، 1996، الجيولوجيا الرسوبية، ص. 43-64، ردمك 0-7167-2726-9