Frydrych M., Moskalewicz D., 2025, Eskers formed in the soft-bed region – a comprehensive study of Late Saalian strata from Poland. Sedimentology 73(1), 5-39. https://doi.org/10.1111/sed.70046

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Authors: Damian Moskalewicz, Małgorzata Frydrych
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Abstract

ABSTRACT 抽象的 چکیده Abstracto Resumo Abstrait अमूर्त خلاصة EN (English)The study presents the first comprehensive sedimentological analysis of eskers formed on soft beds. It was conducted in selected esker exposures in the area of Saalian Glaciation in Poland. Three glacial sub-environments were distinguished based on the lithofacies analysis of 30 sedimentological profiles. Division validity of lithofacies associations was confirmed using Markov chain analysis. The subglacial channel facies (1) are mainly composed of planar cross-stratified gravels, horizontally stratified gravels and massive gravels. They often exhibit very poor sorting, widespread imbrication and the presence of intraclasts. The deposits of the subglacial channel were primarily accumulated during turbulent flow, but hyperconcentrated flows also played a significant role in their formation. The flow was predominantly under hydrostatic pressure. The facies of the ice crevasse channel (2) are built with trough cross-stratified and horizontally stratified gravels and sands as well as massive gravels. These deposits are characterised by varying sorting, the presence of outsized clasts, and the occurrence of syn-depositional and post-depositional deformation of different types. Sediments of this sub-environment were formed under atmospheric pressure during high-energy turbulent flow. The facies of the open channel (3) are mainly composed of sandy lithofacies with horizontal stratification, massive structure and ripple-lamination. In some cases, the deposits are interbedded with massive gravels. The sediments are characterised by the presence of extensional deformation associated with the disappearance of ice support. Water flow within the channel could occur across its entire width or had the form of braided channels.CHN (简体中文)本研究首次对形成于软质基底上的蛇丘(esker)进行了系统的沉积学分析。研究基于波兰萨利期冰期区域内选定的蛇丘露头,填补了冰川沉积学研究中的一项重要空白。通过对30个沉积剖面的岩相分析,识别出三种不同的冰川次级沉积环境。利用马尔可夫链分析验证了岩相组合划分的合理性,证实了其在统计和沉积学上的可靠性。冰下水道环境(1)的沉积物主要由平行交错层理砾石、水平层理砾石和块状砾石组成,分选极差,常见砾石叠置构造及内碎屑。这些沉积物主要在湍流条件下形成,但高浓度流也在沉积过程中起到了重要作用,水流以静水压力为主。冰裂隙水道环境(2)的沉积物以槽状交错层理和水平层理的砾石与砂为主,并夹有块状砾石。其特征包括分选变化大、巨砾出现以及同沉积和后沉积变形现象,反映了在大气压力下的高能湍流沉积条件。开放水道环境(3)主要由水平层理、块状构造和波痕层理的砂质岩相组成,局部夹有块状砾石。沉积物中普遍发育拉张变形,指示冰体支撑消失后的沉积环境。水流可在整个水道宽度内流动,或呈编织状水道形式。 IR (فارسی)این مطالعه نخستین تحلیل جامع رسوب‌شناسی از اسکِرهای تشکیل‌شده بر بسترهای نرم را ارائه می‌دهد. پژوهش در رخنمون‌های منتخب اسکِر در ناحیه یخچال‌زایی سالیَن در لهستان انجام شده و خلأ مهمی را در مطالعات رسوبات یخچالی پر می‌کند.بر اساس تحلیل لیتوفاسیس ۳۰ پروفیل رسوبی، سه زیرمحیط یخچالی متمایز شناسایی شد. اعتبار این تقسیم‌بندی با استفاده از تحلیل زنجیره مارکوف تأیید گردید و انسجام آماری و رسوب‌شناسی آن را نشان داد.رسوبات کانال زیر یخچالی (۱) عمدتاً از ریگ‌های لایه‌بندی متقاطع صفحه‌ای، لایه‌بندی افقی و ریگ‌های توده‌ای تشکیل شده‌اند. این رسوبات دارای دانه‌بندی بسیار ضعیف، رخداد گسترده درهم‌قفل‌شدگی و حضور اینتراکلست‌ها هستند و عمدتاً در جریان‌های آشفته، با نقش مهم جریان‌های فوق‌غلیظ و تحت فشار هیدروستاتیکی نهشته شده‌اند.فاسیس‌های کانال شکاف یخی (۲) شامل ریگ‌ها و ماسه‌های لایه‌بندی متقاطع ناودانی و افقی و همچنین ریگ‌های توده‌ای هستند. این رسوبات با تغییرات شدید دانه‌بندی، حضور قلوه‌سنگ‌های درشت و انواع تغییرشکل‌های همزمان و پس‌رسوبی مشخص می‌شوند و در شرایط جریان آشفته پرانرژی تحت فشار اتمسفری تشکیل شده‌اند.فاسیس‌های کانال باز (۳) عمدتاً از لیتوفاسیس‌های ماسه‌ای با لایه‌بندی افقی، ساختار توده‌ای و موج‌ریزه‌ای تشکیل شده‌اند و گاه با ریگ‌های توده‌ای میان‌لایه می‌شوند. وجود تغییرشکل‌های کششی بیانگر ناپدید شدن تکیه‌گاه یخی است و جریان آب می‌توانست در کل پهنای کانال یا به‌صورت کانال‌های شاخه‌شاخه جریان یابد. ES (Español) Este estudio presenta el primer análisis sedimentológico integral de eskers formados sobre sustratos blandos. La investigación se llevó a cabo en afloramientos seleccionados de eskers en el área de la glaciación Saaliense en Polonia.A partir del análisis de litofacies de 30 perfiles sedimentológicos se distinguieron tres subambientes glaciares. La validez de esta división fue confirmada mediante análisis de cadenas de Markov, lo que respalda su coherencia sedimentológica.Las facies del canal subglacial (1) están compuestas principalmente por gravas con estratificación cruzada planar, estratificación horizontal y gravas masivas. Presentan mala selección, imbricación generalizada y presencia de intraclastos, indicando deposición bajo flujos turbulentos y, en parte, hiperconcentrados, dominados por presión hidrostática.Las facies del canal de grieta de hielo (2) consisten en gravas y arenas con estratificación cruzada en artesa y horizontal, así como gravas masivas. Se caracterizan por variabilidad granulométrica, clastos sobredimensionados y deformaciones sindeposicionales y postdeposicionales, formadas bajo flujos turbulentos de alta energía a presión atmosférica.Las facies del canal abierto (3) están dominadas por litofacies arenosas con estratificación horizontal, estructuras masivas y laminación por ripples, ocasionalmente intercaladas con gravas masivas. La presencia de deformación extensiva refleja la pérdida de soporte del hielo, y el flujo pudo ocupar todo el canal o adoptar un patrón trenzado. BRA (Português do Brasil) Este estudo apresenta a primeira análise sedimentológica abrangente de eskers formados sobre substratos macios. A pesquisa foi realizada em afloramentos selecionados de eskers na área da Glaciação Saaliense, na Polônia.Com base na análise de litofácies de 30 perfis sedimentológicos, foram distinguidos três subambientes glaciais. A validade dessa divisão foi confirmada por meio de análise de cadeias de Markov.As fácies do canal subglacial (1) são compostas principalmente por cascalhos com estratificação cruzada planar, estratificação horizontal e cascalhos maciços. Apresentam má seleção, imbricação generalizada e presença de intraclastos, indicando deposição sob fluxo turbulento, com contribuição significativa de fluxos hiperconcentrados, sob pressão hidrostática.As fácies do canal de fenda no gelo (2) consistem em cascalhos e areias com estratificação cruzada em calha e horizontal, além de cascalhos maciços. Caracterizam-se por seleção variável, clastos superdimensionados e deformações sin- e pós-deposicionais, formadas sob fluxo turbulento de alta energia e pressão atmosférica.As fácies do canal aberto (3) são dominadas por litofácies arenosas com estratificação horizontal, estrutura maciça e laminação por ripples, por vezes intercaladas com cascalhos maciços. A deformação extensiva indica o desaparecimento do suporte de gelo, e o fluxo pode ter ocorrido em toda a largura do canal ou em canais entrelaçados. FRA (Français) Cette étude présente la première analyse sédimentologique complète des eskers formés sur des substrats meubles. Elle a été menée sur des affleurements sélectionnés d’eskers dans la zone de la glaciation saalienne en Pologne.Trois sous-environnements glaciaires ont été distingués à partir de l’analyse lithofaciologique de 30 profils sédimentologiques. La validité de cette classification a été confirmée par une analyse de chaînes de Markov.Les faciès de chenal sous-glaciaire (1) sont principalement constitués de graviers à stratification plane croisée, de graviers à stratification horizontale et de graviers massifs. Ils présentent un très mauvais tri, une imbrication généralisée et la présence d’intraclastes, indiquant une accumulation sous écoulement turbulent et parfois hyperconcentré, dominé par une pression hydrostatique.Les faciès du chenal de crevasse glaciaire (2) sont composés de graviers et de sables à stratification entrecroisée en auge et horizontale, ainsi que de graviers massifs. Ils se caractérisent par un tri variable, la présence de clastes surdimensionnés et des déformations syn- et post-dépositionnelles, formées sous écoulement turbulent à haute énergie et pression atmosphérique.Les faciès de chenal ouvert (3) sont dominés par des lithofaciès sableux à stratification horizontale, structure massive et lamination par rides, parfois interstratifiés avec des graviers massifs. Les déformations extensives reflètent la disparition du support glaciaire, et l’écoulement pouvait occuper toute la largeur du chenal ou prendre une forme tressée. IND (हिन्दी)यह अध्ययन मुलायम आधार पर निर्मित एस्कर (esker) की पहली व्यापक अवसादविज्ञानात्मक व्याख्या प्रस्तुत करता है। यह शोध पोलैंड में सैलीयन हिमानीकरण क्षेत्र के चयनित एस्कर अनावरणों पर किया गया।30 अवसादी प्रोफाइलों के लिथोफेसिस विश्लेषण के आधार पर तीन हिमानी उप-पर्यावरणों की पहचान की गई। इस विभाजन की वैधता को मार्कोव शृंखला विश्लेषण द्वारा पुष्टि की गई।उप-हिमानी चैनल फेसिस (1) मुख्यतः समतल क्रॉस-स्तरीकृत बजरी, क्षैतिज स्तरीकृत बजरी और द्रव्यमानात्मक बजरी से बने हैं। इनमें अत्यंत खराब छनाई, व्यापक इम्ब्रिकेशन और इंट्राक्लास्ट पाए जाते हैं, जो दर्शाता है कि ये अवसाद अशांत प्रवाह और आंशिक रूप से अतिसांद्र प्रवाह के तहत, जलस्थैतिक दाब में जमा हुए।हिम दरार चैनल फेसिस (2) में ट्रफ क्रॉस-स्तरीकृत और क्षैतिज स्तरीकृत बजरी व रेत तथा द्रव्यमानात्मक बजरी शामिल हैं। ये अवसाद परिवर्तनीय छनाई, बड़े क्लास्ट और समकालिक व पश्च-अवसादी विकृतियों से युक्त हैं और वायुमंडलीय दाब के अंतर्गत उच्च-ऊर्जा अशांत प्रवाह में बने।खुले चैनल फेसिस (3) मुख्यतः क्षैतिज स्तरीकरण, द्रव्यमानात्मक संरचना और रिपल-लैमिनेशन वाली रेतीली लिथोफेसिस से बने हैं, जो कभी-कभी द्रव्यमानात्मक बजरी के साथ अंतःस्तरीकृत होते हैं। खिंचावजनित विकृतियाँ हिम समर्थन के लुप्त होने को दर्शाती हैं, और जल प्रवाह पूरे चैनल में या शाखायुक्त रूप में हो सकता था। AR (العربية)تقدّم هذه الدراسة أول تحليل رسوبي شامل للإسكِرات المتكوّنة فوق ركائز رخوة. وقد أُجريت الدراسة في مكاشف مختارة للإس

Fields of Study & Subjects

Geological formations and processes Geology and Paleoclimatology Research Cryospheric studies and observations

Publication details

Journal / source
Figshare
Publication date
1 January 2026