Glaciální sedimenty Oblasti pevninského ledovcového systému 1. Ledovcová oblast •akumulační zóna (nedochází k ukládání ledovcem transportovaného materiálu •ablační zóna (sedimentace ledovcem transportovaného materiálu) Nevytříděný tillový materiál, lokalita Brown (USA). Morraine_in_Brown Benn1 Ablace_Akum Horizontální členění 2. Oblast ledovcového okraje (terminoglaciální oblast) •čelní zóna •boční zóna (horské zalednění) Menzies1 Oblasti pevninského ledovcového systému ledovec_letploty 3. Proglaciální oblast (vně vlastního ledovce) •proximální zóna •střední zóna •distální zóna Brodzikowski9 Menzies9 Oblasti pevninského ledovcového systému 4. periglaciální oblast (nad ledovcem – extraglaciální) Sedimenty pevninských ledovců – genetické členění (děleny podle prostředí a typického mechanismu sedimentace): Brodzikowski2 •glacigenní sedimenty – tilly (vzniklé uložením přímo ledovcem) •glacifluviální sedimenty (uložené tavnými ledovcovými vodami v ledovcové, terminoglaciální a proglaciální oblasti) •glacilakustrinní sedimenty (ukládané v supraglaciální a subglaciální části ledovcové oblasti a v proglaciální oblasti) pradolina019 ústup čela ledovce postup čela ledovce Glacigenní sedimenty - tilly Materiál erodovaný ledovcem ze starších hornin nebo zvětralinového pláště •typická je nevytříděnost zrnitostní frakce, tzn. horninové úlomky nejrůznějších velikostí (diamiktity) v jednom akumulačním tělese •různý stupeň opracování horninového materiálu, častý výskyt rýhovaných valounů - souvků Definice: Till je sediment uložený přímo ledovcovým ledem, který neprošel žádným následným rozpadem a resedimentací Genetické členění Sekundární till Vznik resedimentací ledovcem dříve transportovaného materiálu, malé nebo žádné vytřídění vodou Primární till Vznik přímým uvolňováním z ledovce a uložení primárně ledovcovými procesy (odtávání, nalepování, sublimace nebo deformace způsobená ledovcem) Fukov12 Glacigenní sedimenty - tilly Dělení podle vzniku Supraglaciání till - vznik ve svrchní zóně ledovce, usazovaný jako vodou nasycená masa tillu tekoucí nejčastěji ze svahu ledovce („flow till“). Subglaciální till - bazální till vzniklý pod aktivním ledovcem („lodgement till“). Englaciální till - obsah valounů uvolněných odtáním ledu nad bází ledovce nebo na jeho povrchu. Schematický model supra-, en- a subglaciálního prostředí s okrajovou zónou kontinentální ledové masy. •deformační till („deformation till“) - měkký bazální till postižený subglaciálními deformačními procesy, matrix mezi valouny je tlakově deformována •potíže s odlišením post-depozičních deformací vzniklých novým postupem ledovců Glacigenní štěrky Transportované v ledu vyšších pater ledovce - nezaoblené, bez rýhování, různá sféricita. Transportované ve spodních částech ledovce - mírně zaoblené, vyšší sféricita, vlivem drcení často ostré hrany, na povrchu různosměrné rýhování. Transportované v bazálním tillu - značně zaoblené, různá sféricita, na povrchu paralelní rýhování. Hrubozrnný materiál z morény horského ledovce, Kazachstán. •rýhované valouny - pouze měkčí horniny (vápence, dolomity, slínovce), dále facety, radiální trhliny •odhady procentuálního zastoupení rýhovaných valounů všech glacigenních sedimentů se liší - 1 % až 7 % •transport valounů štěrkové frakce - až 1200 km Wentworthova klasifikace zrnitostní frakce (d = průměr částice v mm). •> 25 km – 50 km – většina štěrkové frakce redukována na psamitickou •protáhlé částice subglaciálního tillu – paralelně se směrem transportu tvar_klastu rýhy_na_souvku_felzitického_porfyru Ledovcove_ryhy_na_prachovci_jpg Rýhy na souvku felzitického porfyru Ledovcové rýhy na prachovci Glacigenní písky – písčitá frakce tillu Prvocyklové - uloženy v blízkosti ledovce. Druhocyklové - uloženy ve větší vzdálenosti, dvakrát nebo vícekrát přeplavené. •převaha v glacifluviálních i glacilakustrinních sedimentech •průměrné složení prvocyklových písků: křemen 21 %, živce 6 %, úlomky hornin 73 % •průměrné složení druhocyklových písků: křemen 19 %, živce 40 %, úlomky hornin 41 % Složení pleistocenních glacigenních písků a jeho změny se zrnitostí (Slatt, Eyles 1981). •zastoupení úlomků hornin klesá se zmenšující se frakcí glacigenních písků, stejně jako je tomu u písků jiné geneze •povrch glacigenních křemenů - vysoký reliéf, semiparalelní stupně, paralelní rýhování, intendance (stopy po vtlačování tvrdších objektů), výčnělky •granáty - rýhované - považováno za typický znak glacigenních sedimentů Křemenná a granátová zrna Vznik abrazí podložních hornin nebo materiálu unášeného ledem Charakteristika •značná nevytříděnost •vysoký poměr živec/Q + mnoho amfiboly + pyroxeny Zrnitost, vytřídění, tvar klastů Vytrideni1 till_saale velikost_zrna Průměrná velikost zrna Kumulační křivka vytrideni_koef Koeficient vytřídění symetrie Koeficient symetrie vytrideni Zrnitost, vytřídění, tvar klastů Angul_Round1 Angul_Round S_w = \frac{\sqrt[3]{(\frac{c}{b})^2\frac{b}{a}}}{1 + \frac{c}{b}(1 + \frac{b}{a}) + 6 \sqrt{1 + (\frac{c}{b})^2(1 + (\frac{b}{a})^2)}} S = \sqrt[3]{\frac{bc}{a^2}} Koeficient sféricity elipsoid 1.Primární tilly •Melt-out till 2. Sekundární tilly •Flow till Ledovcová oblast – supraglaciální prostředí Brodzikowski4 Supraglaciální fluviální sedimenty Supraglaciální lakustrinní sedimenty Brodzikowski7 Englaciální fluviální sedimenty Ledovcová oblast – englaciální prostředí 1.Primární tilly •Melt-out till Brodzikowski8 Subglaciální procesy závisejí na vlastnostech ledovce (ledovce s teplou a chladnou bází, polytermální ledovce) Subglaciální fluviální lakustrinní sedimenty Ledovcová oblast – subglaciální prostředí 1.Primární tilly •Lodgement till •Melt-out till •Deformační till •Glacitektonit •Sublimační till 2. Sekundární tilly •Flow till •Waterlain till 1. Primární tilly •Melt-out till •Lodgement till 2. Sekundární tilly •Flow till Glacifluviální sedimenty Menzies1 Glacilakustrinní sedimenty Terminoglaciální oblast 1. Primární tilly Vznik: •Typický pro subglaciální prostředí, v ablační zóně ledovce, v menší míře také terminoglaciální oblasti. Geneticky primární till, nejrozšířenější typ na světě •Tlakové tání (regelace) - kontakt ledu a podloží + teplo z tření •Spodní vrstvy ledu – odpadávání materiálu do kontaktní zóny mezi ledem a jeho podložím - na náběžných stranách nerovností podloží •uchycení uvolněného materiálu na podloží •akumulace lodgement tillu + zarovnání = snadnější pohyb ledovce Definice: Lodgement till - sediment uložený nalepením ledovcového materiálu uvolněného z klouzající ledovcové báze tlakovým táním nebo jinými mechanickými procesy. Benn4 Benn5 Lodgement till Klasifikace tillů (nejdůležitější typy) Typický subglaciální till s řídce roztroušenými úlomky a valouny hornin v jemnozrnné matrix, Müntscheimer, Švýcarsko. Till_1 Charakteristika: Textura – základem je masívní textura s podpůrnou strukturou matrix Makro- + mikrotextury - deformační procesy - běžné u subglaciálních tillů (Británie, kontinentální Evropa, Severní Amerika, Himálaj, Antarktida) Till_2 Deformace na bázi subglaciálního tillu. Imbrikátně uložené balvany jsou v nadloží střihové zóny. Klastická žíla pod velkým balvanem je porušena střihem, San Martin de los Andes, Argentina Lodgement till Pukliny – subhorizontální, připomínají zvrstvení, puklinové plochy ohlazené nebo rýhované Střihové textury – postupem ledovce přes nezpevněný sediment Bazální kontakt – erozní + ostrý, častá je přítomnost nahromaděných klastů. Orientace erozních prvků v podloží tillu a klastů nad kontaktem - stejná Lodgement till Melt-out till Lodgement till Kobeřice Lodgement till Sediment: Mocnost – příliš plošně nekolísá, max. do několika metrů Zrnitostní složení – bimodální až multimodální, maxima v štěrkové až písčito-prachové frakci. Na bázi (do 1 m) – značný vliv místního podloží Vytřídění – špatné až extrémně špatné (σI = 2 až 7) Šikmost – skoro symetrická až mírně negativní (SkI = -0,3 až 0,2) Medián – u nás středně zrnité silty až jemnozrnné písky (Mz = 3 až 6 Φ) Benn7 till_elster Zrnitostní křivka tillů elsterského zalednění, vrty - Hlučínsko Klasty: Tvar – pentagonální, žehličkovité, projektilové Sféricita – vyšší hodnoty (c/a > 0,35) Rýhování – ojedinělé (max. do několika %) Orientace klastů – souhlasná se směrem pohybu ledovce, někdy slabá imbrikace Převaha subangulárních až suboválných klastů (KVR = 0,25-0,5), u vícecyklových klastů – suboválné až oválné (KVR = 0,35-0,7) Vznik: •odtáváním ve stagnujících částech aktivně se pohybujícího ledovce •z pasivního nepohyblivého ledovce •typické pro stagnaci nebo ústup ledovce Definice: Subglaciální melt-out till - sediment ukládaný odtáváním na místě přímo z ledovce bez další deformace či transportu vodou. Subglaciální melt-out till Subglaciální melt-out tilly přecházejí do deformačních tillů – obtíže s odlišením Charakteristika: Relativně zpevněné oproti lodgement tillům (odvodnění v důsledku tlaku ledovce), většinou v nadloží lodgement tillů Textura – masivní nebo vrstevnatá (početné úlomky v bazální části ledovce) + čočky měkkých (laminovaných) sedimentů a výplně englaciálních koryt Skluzové deformace, odvodňovací kanálky, diapiry, zlomy (častější než u lodgement tillů) Bazální kontakt – erozní + ostrý, odtávající voda může vytvořit korytové výplně nebo erozní výmoly Fukov12 Lodgement till Lodgement till Subglaciální melt-out till Sediment: Mocnost – malá, několik dm až max 2 m, malý plošný rozsah Zrnitostní složení – hrubší než lodgement till, variabilita zrnitostní frakce, plošně se rychle mění Vytřídění – špatné až velmi špatné (σI = 2 až 5) Medián – odpovídá pískům (Mz = 0 až 4 Φ) díky odnosu jemné frakce Klasty: Tvar – nerozlišuje se Rýhování – velmi vzácně Orientace klastů – souhlasná se směrem pohybu ledovce, často slabá imbrikace Převaha subangulárních až suboválných klastů (KVR = 0,25-0,5), u vícecyklových klastů – suboválné až oválné (KVR = 0,35-0,7) Menzies7 Subglaciální melt-out till pod subglaciálními glacifluviálními písky Subglacial_melt_channels Glacitektonit Definice: Deformační till - homogenní nevytříděný sediment vytvořený ledovcem způsobený střižnými pohyby podložního materiálu v subglaciálním prostředí, ve kterém se již nezachovávají primární textury původních (zpevněných či nezpevněných) hornin. Deformační till 6 Porušený glacitektonit (se zbytky primárních textur původního lodgement tillu staršího zalednění) vdeformační till bez zachovaných primárních textur vkřehká deformace glacitektonitu s jasně viditelnými poruchami, primární textury přítomny vduktilně deformovaný glacitektonit (neporušený glacitektonit) vnepostižený mateřský materiál Brodzikowski8 Definice: Glacitektonit - subglaciálně duktilně deformované a křehkou deformací postižené podložní horniny (zpevněné i nezpevněné) s jasně viditelnými poruchami, které stále vykazují primární textury mateřského materiálu v nadloží tlakově neporušeného mateřského materiálu a pod deformačním tillem již bez zachovaných primárních textur. 5 Deformační till (primární textury jsou již setřeny; v nadloží již neporušený lodgement till) Vlevo ukloněné střižné zóny v matrix písčitého deformačního tillu indikují pohyb ledovce směrem doprava. Till_Mikrosk_2 Z mikroskopické struktury jemnozrnné matrix tillu lze prostřednictvím orientovaných vzorků určit směr pohybu ledovce Břidličnatá struktura matrix s prodlouženými klasty ukloněnými doprava indikuje pohyb ledovce směrem doleva. Till_Mikrosk_1 Supraglaciální melt-out till (ablační till) Definice: Supraglaciální melt-out till - sediment ukládaný odtáváním na povrchu ledovce nebo za chladných podmínek i sublimací v ledovcové a terminoglaciální oblasti, a to bez další deformace či transportu vodou. Ledovcové štíty - relativně vyšší podíl nordik (z englaciálních nebo supraglaciálních poloh); převaha subangulárních až suboválných klastů (KVR=0,25-0,5) Horské zalednění - významný obsah materiálu z okolních nunataků; převaha angulárních až subangulárních klastů. Vznik: •během stagnace nebo ústupu ledovce, proto v nadloží lodgement nebo subglaciálního melt-out tillu Sediment: Mocnost – až první desítky metrů, zachování je limitováno glacifluviální erozí Textura – masivní někdy subparalelní zvrstvení Zrnitost – převaha štěrkové frakce (Mz = -5 až - 2 Ф), bloky hornin Vytřídění – špatné až extrémně špatné (σI = 2 až 6) Orientace klastů slabá nebo bez orientace ablacni_till2 2. Sekundární tilly Vznik: •v subglaciální a supraglaciální části ledovcové oblasti a v terminoglaciální oblasti ledovcového systému. Definice: Flow till - sekundární till vznikající gravitačně (skluzem, sesouváním) podmíněnou resedimentací materiálu uloženého ledovcem. Subglaciální flow till 4 Poloha subglaciálního flow tillu uvnitř glacilfuviálních písků Sediment: Mocnost – do prvních metrů, omezený plošný rozsah Textura – podpůrná struktura matrix (bahnotoky), kumulace větších klastů v bazálních částech. Často tvoří čočky nebo vrstvičky v glacifluviálních píscích Zrnitost – převaha štěrkové a písčité frakce (Mz = -3 až 3 Ф) Vytřídění – špatné až velmi špatné (σI = 2 až 5) Orientace klastů – bez orientace nebo ve směru skluzu (tj. bez vztahu k pohybu ledovce) Ostatní parametry - podobně jako supraglaciální melt-out till. Glacifluviální sedimenty Definice: Proglaciální sedimenty uložené tekoucí vodou, které jsou složeny převážně z písku a štěrku. Prachová komponenta (+jíl) – odnesena v suspenzi Vznik: •po proudu od ledovce a koncových morén •vytváří ploché akumulační povrchy s mírnými svahy Sediment: Zrnitost – převaha štěrkové a písčité frakce (Mz = -3 až 3 Ф) Vytřídění – špatné až velmi špatné (σI = 1,40 až 2,60 pro středně až jemnozrnné písky; σI = 2 až 2,60 pro mnohé hrubozrnné písky σI = 2,60 Spodní část – relativně jemnozrnnější, uložení tokem se stálým průtočným množstvím, jemná komponenta odplavena, slabé vytřídění Svrchní část – chaotické zvrstvení, žádné vytřídění Hambrey3 Brodzikowski9 Menzies4 esker - vznik n-type_Welzow 3 Subglaciální oblast Eskery – dlouhé valy podobné morénám vzniklé vyplněním subglaciálních koryt glacifluviálními sedimenty. Směřují k čelním morénám kolmo a materiál je zrnitostně vytříděný. Ice%20front%20w%20tunnel%20Solheimajokull eskers%20from%20helo2 •proximální zóna •střední zóna •distální zóna Proglaciální oblast Hambrey4 Proglac_obl1 sandry - mocné výplavové kužele na okrajích ledovců Sandur%20struktur_stratifikovany Proglaciální oblast – proximální zóna, fluviální + aluviální sedimentace PICT0011 PICT0017 Hambrey4 Proglaciální oblast – střední zóna, sedimenty divočících řek 21500013 Fukov5 glacifluv_sed_korytovite_zvrstveni kriz_zvrst Proglaciální oblast – distální zóna, přechod do fluviální sedimentace P8260050 Glacilakustrinní sedimenty Definice: Proglaciální usazeniny charakteristické páskovanými sedimenty (varvy, páskované písky, jíly) Vznik: •z tajících ledovců v předpolí kontinentálního ledovce •většinou sedimentace materiálu do relativně klidných stojatých vod jaro + léto zima Sediment: Zrnitost – jemný písek, silt nebo jíl Varvy - laminace vzrůstá v důsledku ročního kolísání přísunu materiálu – každoroční ukládání → datování, možno vztáhnout i ke kalendářní časové škále 2 1 Dropstone Varve024 Jezero Heinälampi, Finsko léto – planktonické diatomity podzim, zima, jaro – bez diatomitů změna (zhoršení) lakustr Glacilakustrinní sedimenty