Основные признаки осадочной породы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт природных ресурсов

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Литология»

Выполнил студент

Жолбосынов А.К.

Проверил

Иванов В.П.

Томск 2015 г

Содержание

1. Какими факторами обуславливается характер и масса осадков

1.1 Принципы группировки и классификации фаций

1.2 Дать определение термину «осадочная горная порода». Устойчивые и малоустойчивые минералы(перечислить основные)

1.3 В чем различия между структурой осадка и осадочной породы. Основные признаки

2. Обломочные породы, признаки различия, классификация и способы определения состава

2.1 Марганцевые алюминиевые, железистые породы, виды и происхождение

Литература

1. Какими факторами обуславливается характер и масса осадков

Образование осадочного материала происходит за счет действия различных факторов - влияния колебаний температуры, воздействия атмосферы, воды и организмов на горные породы и т.д. Все эти процессы приводят к изменению и разрушению пород и объединяются одним термином выветривание. Различают выветривание механическое, когда раздробление пород происходит вследствие тектонических процессов, деятельности воды, ветра, льда, под влиянием силы тяжести и других причин. Химическое выветривание связано с тем, что многие минералы, оказавшись у поверхности Земли, вступают в различные химические реакции. Объём их при этом увеличивается, и горная порода разрушается. Основными факторами этого типа выветривания являются атмосферная и грунтовая вода, свободные кислород и углекислота, растворенные в воде органические и некоторые минеральные кислоты. К процессам химического выветривания относятся окисление, гидратация, растворение и гидролиз. Химическое разложение протекает одновременно с механическим раздроблением. Физическое (морозное) выветривание протекает под влиянием колебаний температуры, вследствие чего минералы, слагающие породы, испытывают попеременно то сжатие, то расширение. Это приводит к образованию трещин и в конечном итоге к разрушению пород. Особенно активно физическое выветривание в районах с континентальным климатом, где отмечается существенная разница суточных и сезонных температур. Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т.д.).

1.1 Принципы группировки и классификации фаций

Первая особенность заключается в том, что определенному петрографическому составу пород соответствует свой особый комплекс ископаемых организмов, т. е. существует, определенна я связь между составом породы и заключенными в ней органическими остатками. Втора я особенность состоит в том, что в комплексе органических остатков одной фации обычно не встречается родов и видов, характерных для другой фации, если же они и присутствуют, то в ограниченном количестве. А также , что породы одинакового литологического состава даже на разных стратиграфических уровнях содержат весьма сходные остатки организмов. В породах разного состава на одном стратиграфическом уровне находятся различные комплексы окаменелостей.

1.2 Дать определение термину «осадочная горная порода». Устойчивые и малоустойчивые минералы(перечислить основные)

Осадочные горные породы (ОГП) -- горные породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно.

1.3 В чем различия между структурой осадка и осадочной породы. Основные признаки

При изучении осадочных пород также различают структуру, понимают особенности ее строения, определяемые размерами, формой, степенью однородности обломочных и хемогенных компонентов, а также количеством, размером и степенью сохранности органических остатков. Элементы структуры пород формируются на протяжении всех этапов, начиная со стадии образования осадочного материала и кончая теми изменениями, которые связаны с процессами метагенеза. От структуры зависят многие физические свойства осадочных пород. В частности, она в значительной степени определяет сопротивляемость породы воздействию бурового инструмента, устойчивость ствола скважины в процессе бурения, способность породы аккумулировать нефть и газ, отдавать их в процессе разработки месторождений и т. д.

Для пород обломочного происхождения выделяют структуры :

псефитовую (грубообломочную) с частицами размером более 2 мм в диаметре,

псаммитовую (песчаную) с размерами частиц от 2 до 0,1 мм,

алевритовую (пылеватую) с частицами размером от 0,1 до 0,01 мм

пелитовую. с размерами частиц менее 0,01 мм.

Структура обломочных пород.

Для осадочных пород химического происхождения структуры различают по тем же признакам. В этих породах, возникших путем выпадения из растворов, кристаллизации и перекристаллизации, величина зерен сравнительно легко меняется. Напротив, форма зерен обусловлена здесь свойствами самого минерала, условиями его возникновения и роста и потому является особенно важной.

По величине зерен здесь можно выделить те же структуры, как и в обломочных породах, но для обозначения их не употребляют терминов, принятых в первой группе пород, а ограничиваются примерным определением величины зерна (крупнозернистый, мелкозернистый и т. д.). Определения эти делаются субъективно, обычно не основываются на точных измерениях и не регулируются общепринятыми правилами.

Структура хемогенных пород (по М.С.Швецову, 1948 г.)

Кроме того, выделяют структуры:

равномерно- и неравномернозернистую, в зависимости от соотношения зерен по размеру;

оолитовую, в которой зерна имеют форму мелких шаровых стяжений различного размера;

листоватую, при которой породы имеют листовато-слоистое сложение;

игольчатую или волокнистую, зависящую от формы и величины слагающих их минералов;

брекчиевидную, при которой порода состоит из крепко спаянных между собой остроугольных обломков.

Осадочные горные породы органогенного генезиса(осадки) имеют органогенную структуру.

В этих породах, как и в породах предыдущей группы, большое значение имеет форма составных частей, которая обусловливается характером организмов. Среди пород этой группы различают структуры: криноидные, коралловые, пелециподовые, мшанковые, фораминиферовые, водорослевые, смешанные и т. д.

В зависимости от сохранности обломков в породе выделяют структуры:

биоморфная - хорошая сохранность органических остатков. По размеру компонентов они могут быть очень различными в зависимости от организмов -- от очень крупных (например, кораллы) до мельчайших (например диатомеи);

детритусовая (детритовая) - порода сложена обломками скелетов организмов.

В свою очередь среди пород с детритусовой структурой различают:

крупнодетритусовые породы слагаются не окатанными обломками, часто хорошо заметными простым глазом и легко определимыми под микроскопом. Размеры обломков чаще всего от нескольких миллиметров примерно до 0,05 мм.

мелкодетритусовые. слагаются мельчайшими обломками организмов (обычно от 0,05 мми мельче), неразличимыми простым глазом и в большей части не определимыми под микроскопом в шлифе.

органогенно-обломочная структура отличается тем, что обломки раковин большей частью хорошо окатаны и почти одинаковой величины (0,5 -- 0,1 мм).

Для осадочных пород смешанного генезиса характерна пелитоморфная структура.

5.Изложите основные понятия диагинеза и его признаки.

ДИАГЕНЕЗ.

Осадок, накопившийся на дне водоема или на поверхности суши, обычно представляет собой неравновесную систему, состоящую из твердой, жидкой и газовой фаз. Между составными частями осадка начинается физико-химическое взаимодействие. Активное участие в преобразовании осадков принимают обитающие в иле организмы.Во время диагенеза происходит уплотнение осадка под тяжестью образующихся выше него слоев, обезвоживание, перекристаллизация. Взаимодействие составных частей осадка между собой и окружающей средой приводит к растворению и удалению неустойчивых компонентов осадка и формированию устойчивых минеральных новообразований. Разложение отмерших животных организмов и растений вызывает изменение окислительно-восстановительных и щелочно-кислотных свойств осадка. К концу диагенеза жизнедеятельность бактерий и других организмов почти полностью прекращается, а система осадок-- среда приходит в равновесие.Продолжительность стадии диагенеза изменяется в широких пределах, достигая десятков и даже сотен тысяч лет. Мощность зоны осадка, в которой протекают диагенетические преобразования, также колеблется в значительном диапазоне и, по оценке большинства исследователей, составляет 10-- 50 м, а в ряде случаев, по-видимому, может быть и больше.

2. Обломочные породы, признаки различия, классификация и способы определения состава

ОБЛОМОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ, кластические горные породы - осадочные горные породы, состоящие целиком или преимущественно из обломков различных горных пород (магматических, метаморфических или осадочных) и минералов (кварц, полевые шпаты, слюды, иногда глауконит, вулканическое стекло и др.). Различают обломочные горные породы сцементированные и несцементированные (рыхлые). В сцементированных обломочных горных породах связующим веществом служат карбонаты (кальцит, доломит), оксиды кремния (опал, халцедон, кварц), оксиды железа (лимонит, гётит и др.), глинистые минералы и ряд других. Обломочные горные породы часто содержат органические остатки: целые раковины или их обломки - детрит моллюсков, кораллов, криноидей и другие, стволы и ветви деревьев и т.п. В основу классификации обломочныхчных горных пород положен структурный признак - размер обломков. Выделяются: грубообломочные породы, или псефиты, с размером обломков более 1 мм (несцементированные - глыбы, валуны, галька, щебень, дресва, гравий; сцементированные - конгломераты, брекчии, гравелиты и др.); песчаные породы, или псаммиты, с размером частиц 1-0,05 мм, по другой классификации, 1-0,1 (2-0,05 мм) (пески и песчаники); пылеватые породы, или алевриты, с размером частиц 0,05-0,005 мм (алевриты и алевролиты); глинистые породы, или пелиты, с размером частиц менее 0,005 мм (глины,аргиллиты и др.). Граница между алевритами и пелитами проводится по размеру частиц 0,005 (0,01 в других классификациях) мм. Глинистые породы могут быть как химические, так и обломочного происхождения. Выделяются также обломочные горные породы смешанного состава, сложенные обломками различной размерности, - песчаными, алевритовыми и глинистыми. К ним относятся широко распространённые, особенно среди современных континентальных отложений, различные суглинки и супеси. Дальнейшее подразделение обломочных горных пород в пределах структурных подтипов производится по минеральному составу обломков и другим признакам. К обломочным горным породам принадлежат также продукты вулканических извержений: вулканический щебень, пепел (рыхлые породы и их сцементированные разновидности - туфы), туфобрекчии и породы, переходные между обломочными и вулканогенными - туффиты и туфогенные породы (см. вулканогенно-осадочные породы).
При расчленённом рельефе и высокой динамике среды образуются грубообломочные породы, в условиях равнинного рельефа и небольшой скорости водных и воздушных потоков - песчаные, алевритовые и глинистые породы. Глинистые частицы осаждаются главным образом в спокойной воде. В прибрежной части морей и океанов на пляже и мелководье отлагаются галька и гравий, по мере движения вглубь бассейна они сменяются песками, алевритами и, наконец, глинистыми илами на глубине, ниже уровня действия волн и течений. Однако встречаются галечники и пески на больших глубинах (результат действия различных донных течений и мутьевых потоков) и алеврито - пелитовые осадки в береговой зоне (ватты и марши).

2.1 Марганцевые алюминиевые, железистые породы, виды и происхождение

Алюминиевые, железистые (железные) и марганцевые породы рассматриваются совместно, исходя из того, что они взаимосвязаны единством климатических условий, необходимых для их формирования. Н.М. Страхов назвал эти породы триадой, которая служит надежным индикатором гумидных условий палеоклимата в противоположность эвапоритам, которые в парагенезе с пестроцветными карбонатно-терригенными толщами, содержащими рудопроявления Cu-Pb-Zn, свойственны только аридным климатическим обстановкам. Алюминиевые породы Алюминиевые (глиноземистые) породы - это исключительно экзогенные образования с пелитоморфными, бобовыми (оолитовыми), реже обломочными структурами, состоящие более чем на 50% из минералов свободного глинозема(диаспора и бемита AlO(OH), гиббсита (гидраргиллита) Al(OH)3), а также алюмосиликатов (каолинита, галлуазита, бертьерина и др.), гидроксидов и оксидов железа (гетита, гидрогетита, гематита) и, меньше, титана (анатаза, рутила и др.). Все минералы алюминия и железа присутствуют в тонкодисперсном состоянии, поэтому диагностируются в результате лабораторных исследований. Их главные представители: аллиты - по Г. Гарросовцу (1926), бокситы - по Бертье (1820), латериты - по Ф. Бьюкенену (1807). Аллиты - содержание Al2O3 колеблется в широких пределах, в промышленных рудах низшей категории не менее 28%, а в наивысшей - более 52%. Боксит - основная алюминиевая порода. Цвет зависит от количества и формы нахождения железа. Наиболее характерна коричневато-красная окраска различной интенсивности, но может быть розовая, светло-серая, желтая, белая и даже черные разности. Встречаются рыхлые землистые разности (пачкают руки) и прочные, твердые (яшмовидные бокситы), царапающие стекло. Структура разнообразна - бобовая, оолитовая, пелитомлорфная, афанитовая, конгломератовидная. Латерит не всегда отличим от боксита, обычно менее прочный, пористый, землистого сложения. Представляет собой элювий коры выветривания алюмосиликатных пород. Образуется в условиях жаркого, влажного климата, в кислой, окислительной среде. Благодаря обилию воды и особенностям среды, легкоподвижные соединения, в том числе карбонаты и сульфаты выносятся. Генезис алюминиевых пород по Н.В. Логвиненко (1984). Латериты - продукты современной коры выветривания силикатных пород, образующихся в условиях тропического и субтропического климата. Латеритная кора выветривания образуется при интенсивном промывании почвы дождевыми водами и выносе из профиля SiO2 и большинства катионов. На месте остаются наименее подвижные соединения.
Железные породы К железным породам относят природные образования, содержащие более 10% железа. Железистые (железные) породы бывают сложены гидрооксидами железа (гетит FeOOH, гидрогетит, или лимонит FeO·OH·xH2O, при х=от 1 до 4), oксидами железа (в основном гематит Fe2O3, а в некоторых породах магнетит Fe3O4), реже фосфатами (вивианит Fe3[PO4]·8H2O, керченит Fe32+Fe63+ (OH)6[PO4]·18H2O), а также шамозитом или причислявшемуся к нему ранее бертьерином (Fe2+,Mg)2,3(Fe3+,Al)0,7(SiO1,4,Al0,6)O5(OH)10. Редко встречающиеся сидеритовые руды, сложенные одноименным минералом сидеритом FeCO3, О.В. Япаскурт (2008) характеризует как один из видов карбонатных пород, залегающих чаще в виде конкреционных стяжений в глинах, аргиллитах, алевролитах, иногда в песчаниках и углях. Другие авторы Б.К. Прошляков, В.Г. Кузнецов (1991) рассматривают их в ранге железистых пород. Железистые породы морфологически и генетически многотипны. Их структурно-текстурная приуроченность тоже различная. Наиболее контрастно различаются руды континентальных (включая окраинно-морские) и океанических блоков земной коры. Континентальные по своему составу и генезису группируются в три категории: 1) генетически связанные с вулканизмом; 2) чисто осадочные фанерозойские железняки; 3) осадочные глубокометаморфизованные докембрийские (джеспилиты, или железистые кварциты). осадочный минерал диагенез порода

Железистые кварциты (джеспилиты) - метаморфизованные осадочные железные руды докембрия имеют в основном либо кварцево-гематитовый, либо кварцево-магнетитовый составы и крупнозернистые гранобластовые структуры. Признаки седиментогенных структур у них совершенно утрачены, однако текстуры сохранились отчетливо: характерная полосчатость, унаследовавшая первичную горизонтальную слоистость, представленная чередованием тонких слойков кварца обогащенного магнетитом, кварца и иногда чистого магнетита, гематита. Окраска полосчатая - чередование белых и цветных полос (розовых, вишневых, черных). Эти породы залегают среди различных кристаллических сланцев, порфироидов, порфиритоидов, мраморов, гнейсов.

Бурые железняки - представляют собой смесь гидроксидов железа (гетит, гидрогетит, лимонит), содержащих примесь глинистых минералов, кварца, окисных марганцевых минералов и др. Цвет бурый, красновато-бурый, оранжевато-желтый. Встречаются в виде землистых масс, оолитов, бобовин. Могут быть рыхлыми, пористыми, плотными, массивными. Образуются в озерах, болотах на континенте и морских условиях.

Сидеритовые породы - редкое железорудное сырье. Состоят из сидерита, содержат много примесей - песчаный, алевритовый и глинистый материал, карбонаты кальция, магнитя и т.д. Породы внешне плотные, тонкозернистой или оолитовой структуры. Окраска серая различной интенсивности. При выходе на поверхность окисляются и приобретают бурый цвет. Образуются на стадии диагенеза в щелочной, восстановительной обстановке морских и пресноводных водоемов. Образование известных мощных залежей сидеритовых руд на Бакальском месторождении объясняется процессами метасоматического замещения известняков и доломитов на конечных этапах подстадии глубинного катагенеза (по Л.В. Анфимову, 1997). Мощные толщи рифейских глинистых пород изначально смектитового состава на этапе их превращения в аргиллиты и глинистые сланцы обеднялись Fe2+ и Mg2+ за счет массового выноса этих элементов из кристаллических решеток смектитов. Из этих же глин поступали массовые количества элизионной H2O прогретой до 100°С и выше (высокие давления препятствовали фазовым переходам жидкости в пар). Сформированные таким образом металлоносные гидротермы устремлялись в область пониженных давлений - через зоны разрывов в пласты-коллекторы пористых известняков. Там, остывая, гидротермы обеспечивали реакции метасоматоза, которые и формировали рудные сидеритовые тела.

Силикатные шамозитовые породы, состоящие из минерала шамозита Fe4Al(Si3AlO10)(OH)6 nH2O и примеси глинистого материала, карбонатов и оксидов железа. Серовато-зеленая, зеленовато-черная окраска при наличии оксидов железа коричневая, буровато-черная. Структура породы оолитовая, пизолитовая, тонкокристаллическая. Шамозит образуется химическим путем в прибрежноморских и континентальных условиях, в восстановительной обстановке.

Генезис железных пород по Н.В. Логвиненко (1984). Выветривание кристаллических пород с минералами железа и переходом его в гидроокись. Гидроксиды (Fe(OH)3)железа перемещаются в виде механических взвеси и коллоидов. Частично перенос происходит в виде сульфатов и бикарбонатов закисного железа. Последующее осаждение в водоемах по законам механической дифференциации и гидродинамики бассейна. Из-за малых размеров взвесей и коллоидов железа наибольшие концентрации в глинистых осадках. В лагунно-заливных условиях в восстановительной среде возникают хлоритовые и сидеритовые руды. В озерах и болотах севера окисные бобовые руды. В болотах и торфяниках в восстановительной обстановке сидеритовые стяжения и конкреции. Оолитовые гидрогетит-лептохлорито-сидеритовые руды образуются в речных, дельтовых и лиманных осадках, например, олигоценовые руды Приалалья.

Марганцевые породы

К марганцевым относят осадочные горные породы с содержанием марганца более 10%. Породы распространены ограниченно. Они сложены более чем на 50% агрегатами различных минеральных видов: оксидами четырехвалетного марганца Mn4+- пиролюзитом MnO2, псиломеланом MnO MnO2 nH2O (Ba,K,Mn2+,Co)6Mn8O16, тодоркитом (Na,Ca,K,Ba, Mn2+)Mn3O7 nH2O, бёрнесситом (Ca,Na)(Mn2+,Mn4+)7O14 nH2O и др.; оксидами трехвалентного марганца Mn3+- (Mn,Fe)2O3, содержащими примеси от 0 до 30% Fe2O3; гидрооксидами - манганит MnOOH, пирохлорит Mn(OН)2; карбонатами - родохрозит MnCO3, манганокальцит (Mn,Ca)CO3, кутангорит Са(Mn,Fe,Mg)(CO3)2 и силикатами - браунит Mn7SiO12 и др. Примеси (более 10-20%) - глинистые минералы, оксиды железа, кремнезем, кальцит, сидерит. Структуры в основном криптозернистые, пелитоморфные, реже оолитовые. В зависимости от минерального состава выделяют:

1. Окисные марганцевые породы, представляющие собой смесь минералов оксидов и гидроксидов марганца, черного, темно-серого цвета. Встречаются землистые, оолитовые, бобовые, конкреционные разности, кристаллические и плотные. Образуются в одной среде в области морского мелководья и озерах, где окислительная обстановка не только в придонном слое воды, но и в осадке Перенос марганца мог осуществляться как в коллоидной, так и в ионной форме. 2. Карбонатные марганцевые породы представлены известняками и доломитами с рассеянными кристаллами родохрозита и манганокальцита. Цвет светло-серый, серый с розоватым оттенком или без него. Образуются в морских условиях в щелочной восстановительной среде. При выходе на поверхность карбонатные минералы марганца замещаются окислами, поэтому породы приобретают более темную окраску. Генезис марганцевых пород по Н.В. Логвиненко (1984). Выветривание кристаллических пород, содержащих марганец. Перенос марганца в виде коллоидов гидроокиси марганца, частично в ионной форме Mn4+. Осаждение в условиях мелководных морских заливов и прибрежной области моря, а также в озерно-болотных условиях в результате коагуляции коллоидов и, возможно, деятельности бактерий. На больших глубинах в восстановительной обстановке формируются карбонатные руды. О.В. Япаскурт (2008) встречаемые на континентах марганцевые породы, согласно их генезису, подразделяет на следующие категории:

1. Осадочно-диагенетические пластовые тела, с микроструктурами бактериального происхождения, залегают в большинстве своем среди отложений шельфа эпиконтитентальных морских палеобассейнов. Это кайнозойские Никопольское (Украина), Чиатурское (Грузия) месторождения и др.

2. Метаморфизованные исходно-осадочные и вулканогенно-осадочные руды докембрия, преимущественно оксидного браунитового и гаусманитового состава в ЮАР и силикатного (родонит CaMn4Si5O15 и спессартин Mn3Al2Si3O12) состава (по исходным вулканогенно-осадочным породам - серия месторождений Южного Урала и Калифорнии).

3. Образования латеритных кор выветривания по первичным марганцевым и марганцовистым породам (Габон, Бразилия, Усинское и Парнокское - Россия и др.) и заполнение полостей карстовых воронок (Вуди-Вуди, Австралия). Н.М. Страхов, оценивая фациальные условия образования многих морских марганецносных комплексов кайнозоя и мезозоя, установил, что ассоциация бассейновых марганцевых руд с песками встречается реже; руды тяготеют к более тонким алевритовым и глинистым осадкам, т.е сдвинуты относительно железных руд в более пелагическую зону. Все это увязывается с наибольшей геохимической подвижностью марганца во всей рассматриваемой гумидной триаде Al-Fe-Mn. Гигантские потенциальные запасы рудных веществ представляют собой железомарганцевые конкреции океанского дна, формируемые начиная с позднемеловой эпохи и до нашего времени включительно. Это караваеобразные стяжения и корки на дне океанов, иногда срастающиеся в сплошной панцирь; являются бедными рудами, легкообогатимы. Они состоят из вернадита, тодорокита, бернессита, манганита, пиролюзита. Обычно залегают на красных глинах, на глубинах 4000-4500 м.

Литература

1. Учения о фациях Г. Ф. КРАШЕНИННИКОВ

2. Мильнер Г. Б. (Milner H.B.). Петрография осадочных пород. Том I. М.: Недра, 1968. 500 с

3. Перейти к:1 2 Страхов Н. М. Основы теории литогенеза. М.: Гостоптехиздат. Т. 1- 3, 1960--1962.

4. Логвиненко Н. В. Петрография осадочных пород. М.: Высшая школа, 1967

5. Япаскурт О. В. Основы учения о литогенезе. М.: изд-во МГУ, 2005

6. Перейти к:1 2 Страхов Н. М. Осадкообразование в современных водоёмах. Избранные труды. М.: Наука, 1993. ISBN 5-02-002218-7

7. Пустовалов Л. В. Петрография осадочных пород. М.- Л.: Гостоптехиздат, Т. 1 ?3, 1940.

Размещено на Allbest.ru