Поверхнево-гравітаційні тіла та хаотичні комплекси
До поверхнево-гравітаційних тіл відносяться утворення, що виникли внаслідок механічного переміщення під дією сил тяжіння пухкого та дезінтегрованого твердого матеріалу на схилах або в провальних структурах. Ті подібні гравітаційні утворення, які сформувалися в підводних умовах за участі осадконакопичення, відносять до так званих хаотичних комплексів.
Характерною рисою поверхнево-гравітаційних тіл є дуже погана або повністю відсутня в них відсортованість матеріалу і часто змішаний склад останнього. Л.Шемерхорн у 1966 р. запропонував групову назву утворенням, які мають змішаний склад, – мікстит (лат. mixtum – змішаний).
Поверхнево-гравітаційні тіла за географічними умовами утворення поділяють на: 1) суходільні (субаеральні) та 2) підводні (субаквальні).
Суходільні гравітаційні тіла
До суходільних гравітаційних тіл відноситься колювій різних типів, який являє собою нагромадження переміщених на схилах продуктів фізичного та хімічного вивітрювання, закарстування, а також тіла, складені дезінтегрованим пухким матеріалом у сухому або водонасиченому стані.
Гравітаційні явища, які приводять до утворення колювію та відзначених дезінтегрованих порід, проявляються як швидкий (іноді навіть миттєвий) або відносно повільний рух (крип) у супроводі руйнування (дроблення) або розпушення матеріалу. Випередженою умовою для реалізації цих явищ є наявність крутих обривистих схилів, підземних пустот, порожнин. Безпосередньою причиною для ініціювання таких явищ можуть служити землетруси, вибухи, зростання навантаження на ґрунти, обводнення ґрунтів та інші фактори. Як правило, прояву подібних гравітаційних процесів передує фізичне вивітрювання, карстоутворення, які приводять до зниження міцності порід, розвитку в них тріщинуватості, розкриття тріщин та інших явищ, котрі забезпечують дезінтеграцію порід. При русі подібним чином “підготовлених” порід відбувається ще більш значне їх руйнування і утворення нових у гранулометричному відношенні порід.
Що ж стосується ролі води при формуванні колювію, то вона знаходить свій вплив у розрідженні пухких порід та забезпеченні певних форм в’язкої течії цих порід.
Залежно від співвідношення ролі гравітаційного і водного факторів виділяють наступні типи поверхнево-гравітаційних тіл: 1) провальні, 2) обвальні, 3) каменепадні, 4) осипні, 5) опливинні, 6) зсувно-потокові, 7) селеві, 
лахорові. Перші чотири типи тіл є чисто гравітаційними утвореннями, формування котрих відбувалося практично в сухому стані. Їх прийнято ще називати колювіальними. У свою чергу чотири останні тіла називають водно-гравітаційними, тому що при їх формуванні суттєву роль відігравала вода.
Провальні тіла (провальний колювій). Такі тіла складені переважно продуктами руйнування вапняків чи інших, спроможних до закарстування, порід. Вони більш-менш однорідні за складом, але невідсортовані за розмірами уламків. Накопичуються в карстових воронках та інших порожнинах подібного типу. Розміри і форма подібних тіл відповідають параметрам цих порожнин.
Обвальні тіла (обвальний колювій). Такий колювій, як правило, розвинутий в нижній частині та підніжжі обривистих схилів у вигляді шлейфоподібних, неправильних за формою скупчень. Він формується шляхом відриву блоків землистих та пухких порід й дезінтеграції цих порід у процесі руху. У зв’язку з цим відповідні йому тіла найчастіше складені розпушеними осадовими породами чи продуктами вивітрювання.
Каменепадні тіла (каменепадний колювій). Подібні тіла, як випливає з їх назви, складаються з великих уламків скельних порід. Такий матеріал накопичується переважно в нижній частини схилів у вигляді конусоподібних скупчень та шлейфів.
Осипні тіла (осипний колювій). Тіла цього типу мають ті ж особливості, що і каменепадні, але відрізняються від них тим, що складаються дрібнішим уламковим матеріалом – переважно жорствою.
Опливинні і зсувно-потокові тіла. Такі тіла утворюються при опливинах і зсувних потоках на схилах. Склад їх переважно глинистий, глинисто-жорств’яний. При цьому перший утворює відносно плоскі тіла, які облямовують схили, а другі – більш-менш лінійні тіла, які копіюють конфігурацію долин сухих річок, ручаїв.
Селеві тіла. Такі тіла є похідним селевих потоків (араб. “сель” – бурхливий потік), які від опливин і зсувних потоків відрізняються ще більшою роллю води і значно більшими масштабами переміщень.
Селеві потоки за консистенцією матеріалу, який вони транспортують, поділяють на: 1) грязекам’яні і 2) водно-кам’яні. У складі твердої маси перших переважає глинистий матеріал, а в других – грубоуламковий, серед котрого навіть бувають присутні брили розміром до перших і більше метрів.
Потоки даного типу рухаються з великою (до декількох і навіть 20-30 км/год) швидкістю. В їх фронтальній частині концентрується твердий матеріал, що надає їм додаткової руйнівної сили.
При звільненні селевих потоків від води (це відбувається при зупинці перед певними перешкодами чи при виході на рівнинні ділянки, де різко спадає швидкість течії) утворюються селеві тіла, які нагадують конусоподібні делювіальні шлейфи, але відрізняються від них за більш складним рельєфом поверхні цих шлейфів.
За складом відклади даного типу являють собою несортований матеріал із переважанням в одному випадку валунів, брил, жорстви, а в другому – глин та піску. Утворення подібного типу ще називаються мікститами континентального походження. Як правило, вони не несуть ніякої шаруватості, за винятком випадків, коли частково перемиті водою і перевідкладені. Потужність їх може досягати десятків і навіть сотень метрів.
Лахарові відклади. Такі відклади за умовами та механізмами утворення, а також роллю води при їх формуванні близькі до опливинного і зсувно-потокового, а в деяких випадках і селевого. Відрізняються від останніх лише тим, що утворюються на схилах вулканів за рахунок залучення у сферу гравітаційної течії водонасиченого пухкого вулканічного матеріалу.
Підводні гравітаційні тіла
До підводних гравітаційних тіл відносяться утворення, що виникли в океанах, внутрішніх морях, а в деяких випадках і в глибоких озерних котловинах. У цих водоймищах сприятливими для формування гравітаційних тіл є будь-які нахилені ділянки дна: континентальні схили, а також схили островів, серединноокеанічних хребтів, підводних жолобів, бортів підводних каньйонів (трогів) та навіть підводних річкових долин на шельфі.
Океанічні дослідження свідчать, що гравітаційні переміщення в підводних умовах найчастіше відбуваються як потоки речовини консистенції від грязеподібної (так звані “каламутні” потоки) до грязевалунної та навіть твердої (підводні обвали, зсуви, каменепади). З такими переміщеннями пов’язано виникнення підводного колювію та різних типів олістостром.
Підводні колювіальні тіла за формою і складом близькі до аналогічних тіл суходільних, а ось олістостроми мають склад і будову, що не знаходить аналогії на суходолі.
Олістостроми (хаотичні комплекси)
Рух уламкового матеріалу, якщо він не дуже швидкий, у підводних умовах обов’язково супроводжується осадконакопиченням і похованням цього матеріалу в осадовій масі (матриксі). За таких обставин відбувається формування змішаних, хаотичних за внутрішньою будовою, утворень (хаотичних комплексів), котрі прийнято називати олістостромами.
Термін олістострома вдало був запропонований Ж.Флоресом у 1952 р. для позначення невідсортованих відкладів, які ще називають диким флішем, бриловими брекчіями, хаотичними брекчіями, тілітами, горизонтами з уключеннями. Сьогодні до олістостром відносять мікстити, в яких уламки і брили (олістоліти) чи пластини (олістоплаки) чужорідних порід занурені в тонкий звичайно однорідного складу цемент (матрикс) осадового походження.
Проблемі олістостром і взагалі мікститам присвячено багато джерел. Зокрема, існує велика кількість класифікацій цих утворень за характером стратифікації, внутрішньої будови, речовинного складу, а також за геоморфологічними та тектонічними умовами утворення і геодинамічними критеріям тощо. У даному розділі наведено класифікації за В.М.Ненаховим, В.Ю.Литочкіним, А.С.Перфільєвим та Л.В.Кузнецовим (1992).
Типи олістостром за характером внутрішньої будови та співвідношенням з іншими осадовими утвореннями
За характером внутрішньої будови та співвідношенням з іншими осадовими утвореннями серед олістостром виділяють тіла: 1) стратифіковані та 2) нестратифіковані.
Стратифіковані олістостроми. Відповідні їм тіла мають лінзоподібну форму. Крім того, вони мають нормальні стратиграфічні контакти з товщами, на яких залягають та якими перекриваються. Але такі тіла позбавлені внутрішньої шаруватості. Зокрема, матрикс у них масивний і до того ж неодноріднозернистий та неоднорідноуламковий.
Нестратифіковані олістостроми. Такі хаотичні утворення не утворюють чітко виражених самостійних геологічних тіл й їх границі проводяться умовно в міру зникнення олістолітів. Крім того, від попередніх вони відрізняються тим, що олістоліти в них знаходяться в нормально-шаруватому осадовому матриксі, і розподіл олістолітів за кількістю і навіть розмірами немовби підпорядковується шаруватості.
Генетичні типи олістостром
За походженням олістостроми поділяють на 1) гравітаційні і 2) тектоно-гравітаційні.
Гравітаційні олістостроми. До олістостром цього типу відносять хаотичні комплекси, утворення котрих зумовлено тільки обвально-зсувни-ми явищами на схилах, що мають достатню крутизну та протяжність (рис. 2.3.1). Тектонічний фактор у цьому випадку майже дорівнює нулю.
Гравітаційні олістостроми розвинено на схилах вулканічних острівних дуг, активних континентальних окраїн та переддугових (міждугових) прогинів, а також на підніжжях шельфів задугових морів. Серед олістостром даного типу за складом матриксу і олістолітів та олістоплаків виділяють наступні підтипи: теригенний, кременисто-теригенний, кременистий та ін.
Рис. 2.3.1. Схема утворення гравітаційних олістостром, за Ельтером і Тревізаном, 1973 (Леонов, 1981): а - прості зсуви і відклади грязьових потоків, б - зсуви із захопленням порід цоколю
Теригенні олістостроми характеризуються теригенним складом матриксу і місцевими (із порід ложа) олістолітами (рис. 2.3.2).
Рис. 2.3.2.Гравітаційна теригенна олістострома: 1-3 – олістоліти (1 – вапняки, 2 – фтаніти, 3 – гравеліти, пісковики, алевроліти), 4 – піщано-алевритовий матрикс (за В.Н.Ненаховим та ін., 1992)
Рис. 2.3.3. Типове співвідношення олістоліту із шаруватістю матриксу гравітаційної олістостроми
<!– @page { size: 21cm 29.7cm; margin: 2cm } P { margin-bottom: 0.21cm } –>
Кременисто-теригенні олістостроми складені змішаним осадовим матеріалом і характеризуються наступними ознаками: 1) мають яскраво хаотичну внутрішню будову, 2) замість нормальних шаруватих текстур в них розвинено турбідитні, 3) відповідні їм тіла мають стратиграфічні контакти з відкладами, що їх перекривають, 4) наявність серед олістолітів та олістоплаків, чужорідних даному басейну седиментації, 5) різний характер верхнього і нижнього контакту у брил-олістолітів: нижній зсувний і підкреслюється конформним обтіканням брили, верхній – нормальний осадовий, а середній підкреслюється утиканням шарів (рис. 2.2.3.), 6) великі олістоліти супроводжуються шлейфами.
3. Кременисті олістостроми також несуть усі відзначені ознаки кременисто-теригенних. І крім того, для них характерно те, що їх матрикс часто представлений тонкошаруватими кременистими радіоляритами чи кременистими алевролітами, а олістоліти – переважно чужорідними породами (рис. 2.3.4).
Рис. 2.3.4. Приклад будови кременистої олістостроми в одному з районів Південного Тянь-Шаню: 1 – брекчії кременів з матричним заповнюванням, 2-3 – включення (2 – нижньо-середньодевонські органогенні вапняки, 3 – такі ж за віком кремні-радіолярити та кременисті алевроліти (за В.М.Ненаховим та ін., 1992)
<!– @page { size: 21cm 29.7cm; margin: 2cm } P { margin-bottom: 0.21cm } –>
Тектоно-гравітаційні олістостроми. До тіл цього типу відносяться мікстити, які сформувалися при активному впливі процесів шар’яжеутворення (див. розд. “Тектоно-гравітаційні покриви”). Серед таких олістостром виділяють: 1) фронтальні, які утворюються перед фронтом пластин, що насуваються, і 2) тилові, які утворюються в тилу надвигів, шар’яжів.
Фронтальні олістостроми (рис. 2.3.5) формуються за рахунок руйнування і розмиву фронтальної частини тектонічних пластин-покривів, що насуваються, за допомогою: 1) обвалення цієї частини покриву шляхом тектонічної дезінтеграції порід алохтона за участі підводного та субаерального вивітрювання, 2) тектонічного дроблення, лущіння (розчленування) і брекчування пластин біля підошви при русі по дну седиментаційного басейну та на границі різних покривів, 3) тектонічного лущіння та брекчування в тілі материнського масиву алохтона з наступним висипанням чи тектонічним видавлюванням брекчій і пластин на донну поверхню.
Олістостроми даного типу з покривами пов’язані поступовими переходами. Зокрема, фіксується наступна послідовність розподілу матеріалу: поблизу покриву концентрується відносно крупно- та навіть гігантськоуламковий матеріал (в його числі можуть бути присутні й олістоплаки), а далі він за рахунок розносу турбідитними потоками поступово замінюється більш дрібноуламковим і тонкоуламковим. Така ж тенденція розподілу матеріалу має місце і по вертикалі: тонкоуламковий матеріал концентрується в нижній частині олістостромових тіл, а більш грубий – у верхній частині таких тіл і особливо біля підошви покриву.
Рис. 2.3.5. Схема формування фронтальної тектоно-гравітаційної олістостроми (за М.Г.Леоновим, 1978). І – автохтон, ІІ – олістострома, ІІІ – алохтон, розчленований на окремі частини, котрі контролюються поперечними (А) та поздовжніми (В) розривами. Б – зони тектонічного брекчування на границі пластин. Стрілками (без літерного позначення) показано напрямки насування тектонічних пластин (праворуч на рисунку) та видавлювання й осипання тектонічних брекчій
<!– @page { size: 21cm 29.7cm; margin: 2cm } P { margin-bottom: 0.21cm } –>
Матеріал гравітаційної олістостроми, як правило, представлено продуктами руйнування алохтона (тіла, яке насувається). Серед матеріалу олістостром присутні скупчення (горизонти, шари) осадових брекчій – продуктів перевідкладення тектонічних брекчій, які виносяться або осипаються з алохтона. Цементуючою масою уламків найчастіше служить глинисто-алевритовий матеріал з великою домішкою піщаного та гравійного матеріалу, з характерною для нього турбідитною шаруватістю.
Розмір уламків у брекчіях фронтальних олістостром коливається від 2–3 до 10–15 см, рідко перевищує 1–1,5 м. У свою чергу розмір олістолітів досягає перших та навіть десятків метрів. Крім того, відомі брили-олістоліти розміром до сотень і навіть більше метрів (Крим, Сіхоте-Алінь). Більш того, у флішових відкладах середнього–пізнього карбону Туркестано-Алаю виділено олістоплаки довжиною до 5–7 км при потужності до 200–300 м.
У багатьох випадках подібні олістостроми перекриваються тектонічними покривами.
Тилові олістостроми виникають у тилу покривів на так званих “плечах” – місці первісного вигину. Утворення даного типу, звичайно, представлені монопородними брекчіями з хаотичною, безладною внутрішньою будовою. У них практично відсутня шаруватість. Форма уламків гострокутна, необкатана. Розмір уламків змінюється від перших міліметрів до десятків сантиметрів. Такі брекчії містять брили-олістоліти розміром від перших метрів до 100–200 м. Матрикс таких олістостром складено тонкоподрібненим матеріалом.
