Образование слоистых толщ. Тема 5

1. Тема 5. ОБРАЗОВАНИЕ СЛОИСТЫХ ТОЛЩ Г.В. Лебедев Пермский университет

2. Схема образования осадочных горных пород http://www.jewellery.org.ua/foto08/imgs182.jpg

•Образование слоистых толщ
представляет собой сложный
многофакторный процесс,
включающий три последовательных
этапа: 1) выветривание
(дезинтеграция) горных пород;
2) транспортировка продуктов
выветривания; 3) литогенез.
Схема образования
осадочных горных
пород
http://www.jewellery.org.ua/foto0
8/imgs182.jpg

3.

•Дезинтеграция горных пород происходит в результате физических и химических
процессов в процессе выветривания, причем наиболее интенсивно в горных
районах. Состав горных пород на площадях их разрушения (питающих
провинциях) существенным образом определяет состав осадков в бассейне
осадконакопления.
•Транспортировка (перенос материала) может происходить в виде механических
обломков, в коллоидной и/или ионной форме. Она может осуществляться на
расстояния до нескольких тысяч километров. В большинстве случаев перенос
механических обломков осуществляется по схеме:
коренные породы → элювий → делювий (коллювий) → пролювий →
аллювий → бассейн осадконакопления.
•Осадконакопление и образование горных пород из отложившегося материала
(литогенез) включает в себя три основные стадии:
1) седиментогенез (накопление осадка); например, образование водного
глинистого или песчаного осадка;
2) диагенез (обезвоживание осадка); например, образование глины или песка;
3) катагенез (образование плотной консолидированной породы), например
аргиллита или песчаника.
•Дальнейшее преобразование горных пород (метагенез) связано с
метаморфическими процессами.

4. Дезинтеграция (разрушение) горных пород

Дезинтеграция горных пород происходит в результате физических и
химических процессов в процессе выветривания, причем наиболее
интенсивно в горных районах. Состав горных пород на площадях их
разрушения (питающих провинциях) существенным образом
определяет состав осадков в бассейне осадконакопления.
Физическое выветривание происходит вследствие колебаний
температуры, под воздействием атмосферы, воды (льда), организмов,
под воздействием тектонических сил, гравитационного поля Земли.
Особенно активно физическое выветривание проявляется в районах с
резко континентальным климатом, характеризующимся большими
колебаниями суточных и сезонных температур.
Химическое выветривание обусловлено тем, что многие минералы,
оказавшись у поверхности Земли вступают в различные химические
реакции: гидролиз, гидратация, растворение (выщелачивание) и др.
Основными факторами этого типа выветривания являются:
атмосферные и грунтовые воды, свободные кислород, углекислота,
растворенные в воде органические и минеральные кислоты.
Определенный вклад в процессы дезинтеграции горных пород вносят
живые организмы (бактерии, грибки, роющие животные, растения и т
п.). Этот процесс часто выделяют в качестве самостоятельного
биологического выветривания.

5. Перенос (транспортировка) осадочного материала

Перенос осадочного материала осуществляется главным образом с помощью
воды и ветра, заметную роль могут играть движущиеся ледники, айсберги,
прибрежные льды, а также силы гравитации, приводящие к образованию
оползней, обвалов, осыпей. Чем мельче частицы, тем дальше они могут быть
перенесены.
Главной транспортирующей силой в районах гумидного (тропического или
умеренного) климата является вода, которая стремиться к океанам (морям),
озерам. В зависимости от размеров и характера материал переносится: 1)
путем перекатывания, 2) во взвешенном состоянии или 3) в растворенном
виде. При понижении динамики водного потока происходит отложение
обломков согласно закону механической осадочной дифференциации: глыбы –
валуны- галька – гравий – песок – алеврит – пелит. Вещества, находящиеся в
коллоидном и истинном растворе только вследствие химических процессов.
В пустынных областях (аридный климат) господствуют эоловые
процессы. Они обусловливают сортировку обломочного материала по
крупности: 1) крупные обломки, остающиеся на месте образования; 2) песок,
образующий дюнные ландшафты, 3) тончайшая пыль (лёсс), выносимая ветром
из пустынь и отлагающаяся в соседних районах.
В районах многолетней мерзлоты глетчеры транспортируют обломочные
продукты любых размеров и отлагают их в донных и конечных моренах.
Близ отступающих ледников образуются флювиогляциальные (водноледниковые) отложения.

6. Классификация осадочных горных пород

• По условиям образования осадочные горные породы
подразделяются на:
– обломочные (брекчия, песчаник, алевролит, аргиллит и
др.);
– хемогенные (боксит, доломит, ангидрит, каменная соль,
мирабилит и др.);
– биогенные ( коралловые известняки, диатомиты), торф,
каменный уголь и др.);
– смешанные (туффиты, туфопесчаники, туфогравелиты
и др.).
Литологический состав осадочной горной породы определяется
составом привнесенного в бассейн осадочного материала, физикохимическими условиями среды осадконакопления (pH, Eh,
температура, концентрация солей и т.п.), физико-географическими
условиями, климатом, жизнедеятельностью организмов,
магматическими процессами, протекающими на территории и др.

7. Седиментогенез (накопление осадка)

Осадочный материал накапливается в пониженных участках рельефа.
Скорость накопления осадков колеблется в широких пределах: от долей
миллиметра (глубоководные зоны морей и океанов) до нескольких метров в
год (устья крупных горных рек).
Осадок, накопившийся на дне водоема или на поверхности суши, обычно
представляет собой неравновесную систему, состоящую из твердой,
жидкой и газовой фазы. Между ними начинается физико-химическое
взаимодействие, в котором принимают участие обитающие в осадке
организмы.
В процессе переноса и осаждения происходит осадочная дифференциация
материала. Образующиеся в результате этих процессов осадочные породы в
большинстве своем отличаются от магматических и метаморфических пород
более простым химическим составом, высокой концентрацией отдельных
компонентов или более высокой однородностью частиц по размеру.
Наряду с дифференциацией может происходить и смешивание (интеграция)
осадочного материала, поступающего из разных источников сноса. Этот
процесс приводит к образованию полиминеральных пород, сложенных как
разнородными обломочными компонентами, так и биогенными и хемогенными
образованиями.

8. Диагенез [гр. diagenesis –перерождение, преобразование]

• Во время диагенеза происходит уплотнение осадка под
тяжестью вышеобразующихся слоев, его
обезвоживание и перекристаллизация. Взаимодействие
составных частей осадка между собой и окружающей
средой приводит к растворению и удалению неустойчивых
компонентов осадка и формированию устойчивых
новообразований. Разложение отмерших животных
организмов и растений вызывает изменение pH и Eh
осадка. К концу диагенеза жизнедеятельность бактерий и
других организмов полностью прекращается, и система
осадок – среда приходит в равновесие.
• Продолжительность стадии диагенеза может достигать
десятков и даже сотен тысяч лет.
• Мощность зоны осадка, в которой протекают
диагенетические преобразования составляет 10 - 50 м,
но, в ряде случаев, по-видимому, может быть и больше .

9. Катагенез [гр. kata – приставка, означающая движение сверху вниз + genesis – рождение, происхождение]

• В стадию катагенеза осадочные породы претерпевают
существенные преобразования, сопровождаемые
изменением химико-минералогического состава,
строения и физических свойств.
• Основными факторами преобразования пород являются
температура, давление, вода, растворенные в ней соли
и газообразные компоненты, pH и Eh среды.
Направленность и интенсивность преобразований в
значительной степени определяются составом и
физическими свойствами пород.
• В процессе катагенеза происходит уплотнение пород, их
обезвоживание, растворение неустойчивых
соединений, а также перекристаллизация и образование
новых минералов.

10. http://popovgeo.professorjournal.ru/lecture_14

Схема
образования и
преобразования
осадочных горных
пород
http://popovgeo.professorjour
nal.ru/lecture_14

11. Схема образования и преобразования осадочных горных пород http://lithology.ru/files/pics/frolov/3/frolov3-25.png