Слайд 1 - obmendoc.ru

Основные понятия о
процессах осадкои
породообразования
Особенности состава, строения и
происхождения осадочных пород
Исходное вещество:
Основа породы-компоненты:
Продукты -
1. Обломочная часть
(продукты выветривания
дробленной материнской
породы)
1. механического и
химического разрушения
более древних пород
2. жизнедеятельности
организмов
3. вулканической
деятельности
4. Растворенные в воде
химические соединения,
атмосферные газы и
космический материал
2. Хемогенная часть
(результат химических
реакций)
3. Биогенная часть
(фрагменты животных и
растительных организмов)
4. Вулканогенная часть
(пирокластический
материал)
Общепородные признаки осадочного генезиса: форма залегания,
своеобразие строения (структуры и текстуры) и компонентного состава
Осадочный процесс –
это глобальный,
многостадийный и
многоуровневый процесс
количественного и качественного
разделения вещества,
его дифференциации в
пространстве и времени
СТАДИИ ОСАДОЧНОГО ПРОЦЕССА
I этап.
Седиментогенез
осадок
Стадии
1. Мобилизация
первичная
вторичная
вулканизм выветривание биогенная
техногенная
2. Перенос, или миграция, вещества
3. Накопление, или седиментация
Стадии
4. Диагенез
5. Катагенез, или эпигенез
6. Метагенез
порода
II этап. Литогенез
Схема расположения различных зон
седименто-и литогенеза в разрезе
верхней части земной коры
(по Фербридж, 1971).
Седиментогенез (обстановки
осадконакопления)
Схема стадий седиментогенеза, литогенеза и их
важнейшие параметры
Мобилизация вещества
Выветривание
(гипергенная)
основная форма
мобилизации и
продуцирования
вещест ва для
осадков –
1.процессы разрушения
и разложения,
2. синт ез новых
минералов и
3. формирование
новых пород
Биогенная
Торфяники,
рифы
Вулканогенная
Пепел, лапилли,
гидрот ермальные
раст воры
Эндогенный вынос
вещест ва
Гипергенез
Поверхностный
(выветривание)
Узкое и общее
понимание гипергенеза
глубинный
Мобилизация происходит в этой подзоне
(по Вассоевич, 1983)
Условия гипергенеза (условия выветривания)
1. Движущая сила выветривания
Уравновешивание неравновесных компонент ов биокосной
сист емы (природная сист ема, в кот орой живые орагнизмы не
изолированы от неорганической (кост ной) мат ерии
Деструктивная
Корродирование,
вплоть до полного
растворения
минеральных видов в
эндогенной среде
(оливин, ромбические
пироксены,
амфиболы, Саплагиоклазы и др.)
категории
Конструктивная
1. Глинизация силикатов
2. Новообразование гидроксидов и
сульфидов
3. Минерализация органических
компонентов
Формирование коры выветривания
2. Главные агенты влияния на гипергенные
процессы:
ВОДА + бактерии и др. организмы
(потребляющие живое ОВ) + растворенные в
воде продукты метаболизма (различные
газы СО2, Н2S, СН4, NH3 и др. + гумус и различные
органические кислоты)
Аэробные бакт ерии продуцируют СО2
Анаэробные бакт ерии продуцируют продукт ы Н2S и др. газы
В результате:
1. Понижение рН
2. Понижение или повышение Еh
3. Ускоряются химическое разрушение и преобразование пород
зоны выветривания (корневая система ускоряет
корродирование плагиоклазов в 2 раза, а пироксенов – в 10 раз
(т.к. микросреда вокруг корневых волосков кислее почвенной от
3 до 5-7)
Наибольший масштаб в зоне гипергенеза имеют
2 процесса растительной жизнедеятельности
Генерация ОВ (путем фотосинтеза)
Разложение (минерализация) ОВ
Нижняя граница зоны выветривания совпадает с уровнем
верхнего водоносного горизонта
Субаэральное выветривание
коры выветривания
(элювий)
Существует
последовательность зон
выветривания (или
минерального состава
продуктов
выветривания)
Субаквальное выветривание
А. Механический элювий: горизонты
конденсации (перлювий), сингентические
брекчии, ихнитолиты и биотурбиты
Б. Химический элювий (гальмиролитит)
– Fe-Mn корки и конкреции, глауконит.
шамозиты, красные пелагические глины
(5-15 м за 5-15 млн.л.) – это фактическое
отсутствие седиментации, поэтому дно
подвергается воздействию наддонной
морской воды, т.е. осадки выветриваются
Основные агенты субаэрального выветривания
- вода, кислород, СО2,
другие газы, живые организмы, органическое вещество, кислоты, щелочи, солнечное
тепло и колебания температуры, а также ветер, сила тяжести.
Главные процессы
– А) морозное, температурное и корневое разрыхление,
замерзание воды, рост кристаллов солей, тектонические разрывы (составляющие
физическое и механическое выветривание), а также
Б) гидролиз, гидратация, окисление, выщелачивание, синтез новых минералов и
другие процессы (составляющие химическое выветривание),
В) перемешивание почвы дождевыми червями, действие роющих животных,
эпибионтов и бактерий (составляющие биологическое выветривание).
Главные факт оры физического вывет ривания
разрушающаяся деятельность воды, льда и ветра.
- колебания температуры,
Главные факт оры химического вывет ривания
- вода и тепло,
второстепенные – кислород воздуха и растворенный в воде, гуминовые, серные и
другие кислоты.
Процессы химического преобразования направлены на
трансформацию минералов, возникающих в условиях высоких
температур и давлений, в минералы, устойчивые на земной
поверхности (большое количество веществ переходит в
коллоидные и истинные растворы).
кора
выветривания
Комплекс горных пород, возникших
в верхней части литосферы в
результате преобразования в
континентальных условиях
магматических, метаморфических и
осадочных пород под влиянием
различных факторов выветривания
Особенность - стадийность изменения
горных пород, в виде профиля зон,
характерных для данных физикохимических условий
Профиль выветривания в различных климатических зонах
Зоны: I – монолитная (скрытотрещинная) зона = начальной фазе (расшатывания) изменения
материнских пород; II – глыбовая зона с наличием трещин выветривания и химикоминералогическим составом материнской породы; III – зернистая, или мелкообломочная зона; IV –
зона тонкого дробления, или глинистая зона, сложенная в основном вторичными минералами; в коре
выветривания ультраосновных пород: подзоны IV а – монтмориллонитов, IV б – нонтронитов; в коре
выветривания основных пород: подзоны IV а – гидрослюд, IV б – монтмориллонитов и IV в –
каолинитов; в коре выветривания кислых и средних пород: подзоны IV а – гидрослюд и IV б –
каолинитов; V – латеритная зона, включающая подзоны V а – краснозема и V б – плотные
обломочные породы кирасы.
Кора выветривания
Минеральный состав
КВ зависит от типа
материнской породы,
за счет которой она
образовалась.
Пример тропического ландшафта с химическим
латеритным выветриванием – I и химическим
осадконакоплением – II.
А – остаточная фаза Fe2O3, Al2O3, частично SiO2;
новообразования: гетит, гиббсит, каолинит;
Б – растворы K2O, Na2O, CaO, MgO, частично SiO2,
следы Al2O3, Fe2O3; новообразования: карбонаты,
минералы кремнезема, магнезиальные глинистые
минералы.
1 – поверхностный слой; 2 – кираса;
3 – каолинитовые глины;
4 – материнские породы.
Минеральные процессы в коре выветривания
Химическое разложение минералов по стадиям
микроклин – гидрослюда
1 СТАДИЯ. А) разрушается стр-ра каркасного силиката – микроклина – и
образуется слоистый силикат – гидромускавит; б) изменяется дисперсность
минеральных фаз: микроклиновые зерна (неск. мм до 10), новобразованные
глин. частицы – не более 0.001 мм; в) в растворе в иной форме мигрирует
К и H2SiO4.
2 СТАДИЯ. Происходит дальнейший вынос К и образуется каолинит –
гидросиликат Al.
3 СТАДИЯ. Характеризуется полным разрушением силиката и
образованием гидроокислов аллюминия (гиббсита) и гидротированного
кремнезема (опала).
При разрушении КПШ
тонкодисперсные глинистые минералы –
гидрослюда, каолинит, гидроокислы аллюминия и аморфный кремнезем.
> К и <SiO2 переходит в раствор, формируя ионный состав придонных вод.
При выветривании плагиоклазов
гидрослюды, каолинит,
гиббсит, опал + монтмориллонит и кальцит.
Разложение биотита
обычные глинистые минералы,
гидроокислы Al, гидроокислы Fe + переход части Mg в раствор.
Субаквальное выветривание - гальмиролиз
(химический элювий - гальмиролитит (Фролов, 1992) – от термина
"гальмиролиз", введенного К. Гуммелем)
1. Аналогичные с субаэральным процессы выветривания, его агенты,
2.
3.
4.
5.
факторы, продукты и типы
Отличие в литотипах, соотношениях типов, их относительном
развитии и масштабах
Физико-механическая переработка осадков на месте горизонты конденсации (перлювий), сингентические брекчии,
ихнитолиты и биотурбиты
Разложение карбонатов (растворяются ниже глубины более
4500 м), красных пелагических глин, кремневых скелетов диатомей,
радиолярий, спикул кремневых губок.
Трансформация глинистых минералов и вулканического стекла,
синтез новых минералов, окисление, перераспределение вещества
(например, формирование мощных скоплений смект ит ов в
морской среде, где они замещают пепловый-вулканический
мат ериал).
3. Вулканизм
(эндогенный вынос вещества)
Твердый вынос – лавы и пирокластический материал.
Жидкий вынос - коллоидные и ионные растворы. При высачивании на
поверхность - осаждаются травертины, кремнезем в виде опала, железо в виде
лимонитовых каскадов в ручьях и реках и слоистых отложений в озерах и
лагунах, а также в морях и океанах.
Газовый вынос - пары воды, С02, СО, Н20, Н2, СН4, N2, NНз и др.
Захороненное ОВ при повышении температуры отдает почти весь водород,
кислород, азот, серу, а также углерод.
4. Биогенная мобилизация
(за счет живых организмов и ОВ вообще)
1. Биос вторичен по отношению к выветриванию и вулканизму (жизнь
развивается на мобилизованном этими способами веществе).
2. Самостоятельноcть - в накоплении и перемещение накопленного в
организмах большой массы компонентов – С, Н, О, N, S, Р, Аl, металлы и
др.
3. Отмершее ОВ накапливает рассеянные U, V, другие металлы и неметаллы,
тем самым, концентрируя их из гидросферы.
5. Техногенная мобилизация
– отвалы,
шлаки, сбросы технических
вод, удобрения и т.д.