Sedimentêre strukture

Die wyse waarop sedimentêre gesteentes ontstaan, gee aanleiding tot verskillende strukture wat kenmerkend is vir die fisiese en chemiese toestande by die proses van sedimentasie. Deur die analise van sulke strukture kan die afsettingsomgewing gerekonstrueer word.

Sedimente het selde 'n homogene karakter en vertoon oor die algemeen gelaagdheid, kleurverskille, ensovoorts. Verder kan in sulke gesteentes sedimentêre strukture aangetref word wat die gevolg is van fisiese prosesse wat voor, tydens of na afsetting plaasgevind het. Veral in klastiese sedimentêre gesteentes (opgebou uit die erosieprodukte van ouer gesteentes) kom hierdie eienskappe baie duidelik na vore. Die prosesse wat hierdie strukture veroorsaak, kan gerekonstrueer word en hieruit kan die aard van die afsettingsomgewing afgelei word.

Die sedimentêre strukture is dus ʼn sleutel tot die vroeëre geografiese ontwikkeling van 'n gebied. Die vorm van strukture in geplooide sedimentêre gesteentes kan gebruik word om die bo- of onderkant van ʼn laag te bepaal. Dit is veral van onskatbare waarde by die ontrafeling van die geologiese opbou van 'n erg geplooide gebied.

Klassifikasie

'n Spesifieke sedimentêre proses sal nie altyd presies dieselfde sedimentêre struktuur veroorsaak nie. Wanneer water oor 'n sanderige bodem vloei, kan (afhangende van die verhouding tussen stroomsnelheid, waterdiepte en korrelgrootte) verskillende strukture ontstaan, waarvan stroomriffels 'n voorbeeld is.

Die uiteindelike vorm van ʼn stroomriffel word uiteindelik bepaal deur die af- of toename in stroomsterkte, grootte en sortering van die sandkorrels, asook die bodemreliëf. Die vorm van riffels op 'n sanderige bodem kan beïnvloed word deur golfaksie of deur die werking van kruipende of grawende bodem-organismes. Die uiteindelike strukture is van soveel faktore afhanklik dat klassifikasie moeilik is. Vir standaardisasie is dit egter noodsaaklik dat die prosesse en die strukture behoorlik omskryf word. By die ideale klassifikasie van sedimentêre strukture moet 'n mens rekening hou met die volgende 5 faktore:

- Uitwendige vorm van struktuur. By stroomriffels word 'n onderskeid getref tussen 5 tipes. Die 5 tipes kan onder bepaalde omstandighede mekaar onderling vervang.

- Inwendige bou. Daar word onderskei tussen die kruisgelaagdheid, horisontale gelaagdheid en trogkruisgelaagdheid (gelaagdheid word deur die term laminasie vervang in lae wat dunner as 1 cm is).

- Die ontstaanswyse. Op grond van die onderskeie prosesse kan ʼn growwe indeling gemaak word, naamlik fisiese sedimentere strukture en biogene sedimentere strukture.

- Die tydstip van vorming, byvoorbeeld

voor-, sin- en nasedimentêre

strukture.

- Piek van voorkoms. Strukture in ʼn laag (inwendige sedimentere strukture), aan die onderkant en die bokant van 'n laag (laagvlakstrukture).

Dit is in die praktyk nie moontlik om al die faktore in 'n logiese sisteem byeen te bring nie. Vir die analise van die sedimentêre geskiedenis van 'n laag is veral die prosesse en die tydstip van hul inwerking van belang en ʼn klassifikasiesisteem kan ook hierop berus. Die eenvoudigste uitgangspunt is om 'n onderskeid te maak tussen voor-, sin- en nasedimentasie strukture.

Voorsedimentêre strukture

Die prosesse wat aanleiding gee tot die vorming van 'n gesteente het aanvanklik 'n afbrekende werking. Die strukture wat tydens hierdie eerste fase ontstaan, word voorsedimentêre strukture genoem. Hierby speel watervloei, golfaksie, wind en swaartekragglyding 'n rol. Hierdie prosesse kan aanleiding gee tot die vorming van 'n geul (sloot) wat deur getyaksie uitgeslyp word; 'n abrasievlak in 'n meer of lagune, deurdat die bodem deur golfaksie afgeplat word; 'n rolsteenvloer, deurdat die wind die sand en stof wegvoer en die grintpartikels agterlaat; en groefmerke, deurdat ʼn tak die bodem skraap en so 'n spoor agterlaat. Sulke strukture word slegs bewaar indien hulle vinnig bedek word.

Sinsedimentêre strukture

Sinsedimentêre strukture ontstaan tydens die vorming van die sedimentêre eenheid of laag. Daar word onderskei tussen primêre sinsedimentêre strukture, wat die gevolg is van ʼn proses wat ook bydra tot die vervoer van die sedimentêre deeltjies, en sekondêre sinsedimentêre strukture, wat deur ander prosesse ontstaan. Die eerste groep kom algemener voor en kan gebruik word om byvoorbeeld die vroeëre of paleo-stroomrigting van 'n rivier te bepaal.

Sedimente wat in 'n gebied wat deur getye oorheers word, gevorm het, kan uitgeken word aan die stroomriffels wat dui op twee rigtings van stroomvloei. Ander tipiese primêre sinsedimentêre strukture, wat met toenemende stroomsterkte vorm, is sandgolwe (groot stroomriffels), sandduine, stilstaanriffels (of duine), teenduine (word stroom op verplaas) en horisontale stroomlineasies. Windriffels en golfriffels behoort ook tot hierdie groep.

Sekondêre sinsedimentêre strukture is byvoorbeeld graderingsgelaagdheid (gradeer vanaf grofkorrelrig tot fynkorrelrig na bo of onder), wat byvoorbeeld as gevolg van die geleidelike afname in stroomsterkte vorm, sodat toenemende kleiner deeltjies uitsak. Versakkingstrukture word teweeggebring wanneer 'n sandlaag byvoorbeeld in 'n lagune in ʼn kleilaag insak en skottelvormige strukture vorm. Hierdie skottelvormige strukture het soms riffelmerke wat daarop dui dat die laag voorheen horisontaal was.

Nasedimentêre strukture

Veranderings wat na afsetting in ʼn sedimentêre gesteente ontstaan, veroorsaak nasedimentêre strukture. 'n Onderafdeling hiervan is metasedimentêre strukture, wat aan die oppervlak van 'n laag ontstaan, byvoorbeeld as gevolg van reëndruppelmerke en modderkrake of vervloeiing en plastiese vervorming van die waterversadigde bolaag van 'n gesteente-eenheid. Die metasedimentêre karakter van 'n struktuur is nooit die gevolg van die sedimentvervoerproses nie, maar vind plaas aan die oppervlak in 'n omgewing waar die sediment tot rus gekom het.

Die nasedimentêre strukture in die ware sin ontstaan wanneer ʼn sedimentlaag bedek is deur ander lae of wanneer sedimentasie tot stilstand gekom het. Die sedimente is oor die algemeen in hierdie stadium nog nie verhard nie. Voorbeelde van sulke strukture is bioturbasie (werking van organismes), ontsnappingstrukture (ontstaan deurdat lug of water na bo ontsnap) en deurwortelingstrukture. Hierdie groep strukture ver saak 'n versteuring van die bestaande gelaagdheid.

Diagenetiese strukture is nog ʼn onderafdeling wat chemies of fisieschemies van aard is en in reeds verharde sedimente ontstaan. ʼn Bekende diagenetiese struktuur is 'n stiloliet. Dit is 'n oplossingshorison met 'n gekartelde vorm wat veral as gevolg van die oplossing van CaCO₃ onder verhoogde druk in kalksteen ontstaan (byvoorbeeld die druk as gevolg van die massa van die oorliggende gesteentes).

Betroubaarheid

Die analise van sedimentêre strukture het slegs sin indien die vormingsprosesse betroubaar gerekonstrueer kan word; wat egter nie so maklik is nie. In harde gesteentes het 'n mens baie keer slegs 'n tweedimensionele vlak wat willekeurig georiënteer is. Indien 'n driedimensionele dagsoom beskikbaar is, is daar steeds probleme, aangesien riffels byvoorbeeld deur watervloei, golfaksie of wind veroorsaak kan wees.

Sedert 1950 is daar egter heelwat vordering gemaak aangesien baie eksperimentele ondersoeke in samewerking met deskundiges op hidrodinamiese gebied gedoen is. Ondersoeke word ook gedoen op resente afsettings sodat die prosesse en die resulterende strukture bestudeer kan word. Uit feitlik alle afsettingsomgewings is die prosesse nou so goed bekend dat die rekonstruksie aan die hand van sedimentêre strukture in ouer gesteentes kan lei tot 'n betroubare analise van die afsettingsomstandighede.

Bronnelys

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409664, volume 25, bl. 36 - 39