Lineación de despedida
La alineación de partición (también conocida como alineación de corriente o alineación de corriente primaria ) es una estructura sedimentaria sutil en la que los granos de arena se alinean en líneas paralelas o surcos en la superficie de un cuerpo de arena (o litificado como una arenisca ). [1] La orientación de la línea se utiliza como un indicador de paleocorriente , aunque la dirección precisa del flujo (es decir, corriente arriba frente a corriente abajo) es a menudo indeterminable. También son el indicador principal de la parte inferior de la forma del lecho del régimen de flujo superior .
Descripción
La alineación de partición es una estructura sedimentaria que se encuentra comúnmente en la superficie de las areniscas laminadas en paralelo. Está alineado con la dirección actual, manteniéndose la alineación en algunos lugares a lo largo de varios metros cuadrados. [2] La alineación está formada por crestas planas y paralelas que están separadas por depresiones o ranuras. La altura de las crestas rara vez supera varios diámetros de grano. De perfil, las depresiones son de fondo plano y las crestas redondeadas. Las crestas y las depresiones están dispuestas escalonadamente, de modo que en la dirección aguas abajo las crestas pasan a las depresiones y viceversa. La distancia transversal entre las crestas individuales varía típicamente entre 0,59 y 1,25 centímetros. La longitud y el espaciado de las crestas aumentan con el aumento del tamaño de grano.: en arenas de grano fino las crestas miden entre 3,5 y 12 centímetros de largo, mientras que en arenas de grano medio pueden alcanzar los 30 centímetros de largo. La dimensión larga de las crestas es, por tanto, de 5 a 20 veces su separación transversal. La fracción de sedimento grueso (r) se acumula en las crestas, mientras que los minerales pesados oscuros y los rastros de mica ocupan una posición intermedia entre las crestas y las ranuras.
Tela
Los estudios estadísticos de la disposición espacial de los granos de arena ( tejido ) muestran que en el plano horizontal los ejes largos de los granos forman dos máximos simétricos orientados en un ángulo de 10 a 20 ° con la dirección de la corriente. En el plano vertical, estos máximos están inclinados en un ángulo de 8 a 10 ° en la dirección de la corriente y los granos de arena están imbricados .
Génesis de la estructura
Mientras tanto, está ampliamente aceptado que la línea divisoria se forma en la capa límite turbulenta y viscosa inmediatamente por encima de la interfaz sedimento-agua. [3] Los responsables de dar forma a las estructuras son los trenes de vórtices rayados dentro de la capa límite. Corriente abajo estas rayascomienzan a levantarse gradualmente de la superficie del sedimento hasta que finalmente "estallan". Siempre que esto sucede, el líquido se precipita desde ambos lados. Este proceso cíclico de despegue, estallido e irrupción de fluido ejerce un esfuerzo cortante en la superficie del sedimento, que finalmente encuentra su expresión en la disposición espacial de los granos de sedimento. Después de todo, es esta avalancha lateral de fluido la que "barre" los granos en las ranuras y los vuelve a depositar en largas crestas paralelas debajo de las turbulencias de elevación. Este proceso rítmico se conoce como estallido y barrido .
Modo de ocurrencia
La línea de partición se limita a limos gruesos así como a arenas de grano fino y medio (es decir, a tamaños de grano de 16 a 500 µ). [4] La estructura ocurre muy raramente en sedimentos más gruesos. Hidráulicamente , es característico de la parte inferior del régimen del lecho del plano superior y resulta de velocidades de corriente bastante altas de 0,6 a 1,3 metros por segundo.
La alineación de partición se forma en entornos deposicionales muy diferentes . La estructura se encuentra más comúnmente en la playa, donde se forma en sedimentos planos y húmedos debido al swash . La alineación de separación también se puede crear en la deshidratación de canales de marea. [5] Las formaciones geológicas como por ejemplo la Old Red Sandstone o el Buntsandstein también dan prueba del carácter marino poco profundo. [6] Incluso se ha descrito la alineación de partición a partir de turbiditas . [7] Sin embargo, la estructura no solo se limita al medio marino, sino que también se puede formar en los sedimentos de los ríos , especialmente enbarras de puntos .
Banerjee ha informado de la alineación escalonada , [8] que se caracteriza por superficies divisorias escalonadas, a partir de varvas depositadas en lagos glaciares . [9]
La alineación de partición se reprodujo incluso artificialmente en experimentos hidráulicos. [10] [11]
Observación: en el medio marino, la línea divisoria no tiene que estar asociada únicamente con el régimen del lecho del plano superior, se ha informado, por ejemplo, del lado de las estrías erosivas de las marcas de ondulación , megaripples y dunas . Esto implica que la estructura ya puede formarse a velocidades de corriente más bajas.
Debido a su ocurrencia variada y bastante extendida, la línea divisoria no es un indicador unánime para ambientes deposicionales.
Consideraciones teóricas
Para derivar una expresión para el espaciado transversal de la alineación de partición, es útil comenzar con la ley de tensión cuadrática:
τ = 1/8 * f * ρ * U m 2
El esfuerzo cortante τ ejercido por la corriente dentro de la capa límite es proporcional al cuadrado de la velocidad de la corriente U. El coeficiente de fricción de Darcy-Weisbach f y la densidad del fluido ρ son constantes.
Los estudios empíricos han encontrado un valor adimensional Z = 100 para las rayas / crestas paralelas. Esto puede equipararse a:
Z = 100 = ρ / η * U t * λ
donde λ representa el espaciado medido, U t la velocidad de corte y η la viscosidad del fluido.
También tenemos la siguiente igualdad:
U t = (τ / ρ) 1/2 que produce después de resolver para τ:
τ = U t 2 * ρ
Después de igualar las dos expresiones para τ y algunos reordenamientos, se llega a una expresión para el espaciado transversal λ:
λ = 100 * (η / ρ) * (8 / U m 2 * f) 1/2
Insertando los siguientes valores realistas se encuentra para λ:
η = 1,06 * 10 −3 [Pa * s]
ρ = 1000 [kg / m 3 ]
f = 0,01
U m = 1 [m / s]
λ = 100 * 1.06 * 10 −6 * (800) 1/2 = 1.06 * 10 −4 * 28.28
λ = 2.998 * 10 −3 [m]
El espaciado transversal calculado λ es de 3 milímetros. Este valor está bastante de acuerdo con los valores experimentales medidos por Allen, que sin embargo son generalmente de 2 a 4 veces más altos. La discrepancia se puede explicar asumiendo que solo las rayas muy desarrolladas dejan una cresta perceptible.
Conclusiones
La línea de partición es un muy buen indicador de la dirección de la corriente reinante (y, por lo tanto, también un buen indicador de la paleocorriente ). [12] Un análisis del tejido de la fibra conduce además a la determinación de la dirección de la juventud dentro de la sucesión sedimentaria. La parte inferior del régimen hidráulico del lecho del plano superior de corrientes relativamente rápidas se caracteriza por una línea divisoria.
Referencias
- ^ Boggs, S., Principios de sedimentología y estratigrafía, 3ª Ed., Págs. 125-126
- ↑ Allen, JRL (1964a). Sedimentología, 3 , páginas 89-108
- ↑ Allen, JRL (1970g). Procesos físicos de sedimentación. Allen y Unwin, Londres
- ^ Picard, MD y Hulen, JB (1969). Geol. Soc. Soy. Bull., 80 , páginas 2631–2636
- ^ Wright, P. (1976). Sedimentología, 23 , pág. 705 - 712
- ^ Brynhi, I. (1978). Norsk Geol. Tidsskr., 58 , página 273 - 300
- ^ Stanley, DJ (1974). Toro. Centavo. Rech. Pau, 8 , pág. 351 - 371
- ^ McBride, EF y Yeakel, LS (1963). Relación entre la línea de partición y el tejido rocoso. J. Sedimento. Gasolina., 33 , página 779 - 782
- ^ Banerjee, I. (1973). Toro. Geol. Serv. Can., N ° 226, página 1-44
- ^ Karcz, I. (1974). Geomorfología fluvial. State University of New York, Binghamton, págs. 149 - 173. Editado por M. Morisawa
- ^ Mantz, PA (1978). Formas de fondo producidas por sedimentos finos, sin cohesión, granulares y escamosos bajo flujos de agua subcríticos. Sedimentología, 25 , pág. 83-103
- ^ Shelton, JW y col. (1974). Características direccionales en depósitos de arroyos serpenteantes trenzados, río Cimarron, centro-norte de Oklahoma. J. Sedimento. Gasolina., 44 , pág. 742 - 749
- Estructuras sedimentarias
