Закономерности дифференциации осадочного вещества

Размещено на http://allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт природных ресурсов

Кафедра кафедра геологии и разработки нефтяных месторождений

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема работы: ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ОСАДОЧНОГО ВЕЩЕСТВА

Студент Дмитриев Игорь Сергеевич

Направление подготовки «Нефтегазовое дело»

Специализация: «Разработка и эксплуатация

нефтяных и газовых месторождений»

Руководитель: зав. кафедрой, к.г-м.н.,

доцент Чернова Оксана Сергеевна

Томск - 2017г



Содержание

Введение

1. Стадия выветривания

2. Стадия переноса

2.1 Механическая дифференциация

2.2 Химическая дифференциация

2.3 Физико-химическая дифференциация

2.4 Биогенная дифференциация

3. Дифференциация во времени

Заключение



Введение

Сущность осадочной дифференциации заключается в том, что под влиянием механических, химических, биологических и физико-химических процессов происходит рассортировка осадочного материала или избирательное выделение в твердую фазу растворенных и газообразных веществ с последующим переходом отделившихся однородных продуктов в осадок. Образовавшиеся из таких осадков породы отличаются от магматических (являющихся по отношению к осадочным материнскими) более простым химическим составом, высокой концентрацией отдельных компонентов или большей однородностью частиц по размеру (Рисунок 1). Благодаря этим обстоятельствам многие осадочные породы представляют собой ценные полезные ископаемые (кварцевые пески, железные руды, каменная соль и др.).

Рисунок 1. Диаграмма химического состава осадочных пород (по А. Н. Заварицкому)

Чрезвычайно важную роль осадочная дифференциация играет в процессах формирования месторождений мало распространенных элементов.

Осадочный процесс - это глобальный, многостадийный и многоуровневый по масштабам и результатам процесс качественного и количественного разделения вещества, его дифференциации в пространстве и времени.

Впервые закономерность разделения и осаждения переносимого вещества выявил один из выдающихся отечественных литологов, член-корреспондент АН СССР Леонид Васильевич Пустовалов в виде учения об осадочной дифференциации вещества. Обосновывая это явление, JI.B. Пустовалов упоминает и использует работы своих предшественников - В.П. Батурина, В.М. Гольдшмидта, А.Е. Ферсмана, однако авторство в создании целостной концепции осадочной дифференциации, аргументации на конкретных геологических объектах принадлежит JI.B. Пустовалову.

Л.В. Пустовалов говорил о поверхностной дифференциации в площадном, латеральном плане, и именно так она обычно и рассматривается, но он же отмечал и разделение вещества и пород во времени. Исходя из положения Головкинского-Вальтера, он указывал, что смена пород во времени отражает и смену их в пространстве, то есть ту же дифференциацию.

В наиболее общем виде такая временная дифференциация выражается в глобальных изменениях осадочного породообразования и обусловлена эволюцией геологических процессов в истории Земли. Так, во времени циклически преобладает то накопление карбонатных, то обломочных пород; имеются периоды мощного соленакопления, образования фосфоритов и т.д.

осадочный порода океан биологический



1. Стадия выветривания

Осадочная дифференциация как разделение вещества в осадочном процессе происходит не только на стадии переноса и осаждения.

Первый этап глобального разделения вещества связан с начальной стадией осадочного процесса - выветриванием, которое проходит различно в обстановке разного климата и на разных субстратах, однако принцип разделения один - какие-то элементы быстро переходят в раствор, выносятся и поступают в процессы миграции.

Другие переходят в раствор позднее, наконец, третьи обладают минимальной миграционной способностью и остаются в зоне выветривания, образуя специфическую первую экзогенную формацию - кору выветривания с иными относительно исходных материнских пород и в целом более однородными по химическому составу породами.

Относительная устойчивость минералов при выветривании представлена в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Относительная устойчивость минералов при выветривании (Фролов, 1992)

Устойчивость	Минералы
	Породообразующие	Акцессорные
Весьма устойчивые	Кварц; Лимонит; Глинистые минералы	Циркон; Турмалин; Рутил; Корунд; Топаз Шпинель;Дьюмортьерит; Брукит; Апатаз; Гранаты (уграндиты)
Устойчивые	Мусковит; Ортоклаз; Микроклин; Кислые плагиоклазы	Монацит; Ксенотим;Эпидот; Касситерит;Сфен; Флюорит; Магнетит; Ильменит; Лейкоксен; Гранаты (некоторые)
Неустойчивые	Пироксены; Амфиболы; Кальцит; Доломит; Глауконит; Средние плагиоклазы	Апатит; Барит; Гематит; Андалузит; Ставролит; Дистен; Гранаты (Fe-Mn)
Очень неустойчивые	Основные плагиоклазы; Биотит; Гипс; Ангидрит; Сидерит; Галит; Сильвин	Марказит; Пирит; Пирротин; Сульфаты металлов; Оливин; Фельдшпатиды

Таблица 2. Миграционные ряды элементов (по Полынову и Перельману)

Способ подвижности	Элементы и соединения
Энергично выносимые Легко выносимые Подвижные Инертные (слабоподвижные) Практически неподвижные	Cl (Br, I), S Ca, Na, Mg, K, F, силикаты Р, Mn, Co, Ni, Cu Fe, Al, Ti SiO2



2. Стадия переноса

Второй этап протекает на стадии переноса и отложения осадочного вещества. При этом осуществляется его разделение по размеру частиц, плотности, химическим свойствам и последующее осаждение.

Механизмы и процессы осаждения и разделения разнообразны и зависят как от свойств самих веществ, так и от свойств внешней среды, в которой происходит перенос и осаждение.

К внутренним факторам миграции и осаждения относятся:

- Степень дисперсности:

Обломочная форма (размер обломков)

Коллоидная форма

Истинный раствор

- Плотность вещества обломочной формы

- Химические свойства вещества (растворимость, сорбируемость, наличие постоянной или переменной валентности)

Внешние факторы миграции и осаждения:

- Рельеф суши и дна бассейна, то есть косвенное влияние тектоники;

- Количество областей питания и расстояние от них;

- Климат области переноса и осаждения;

- Среда переноса и осаждения (водная или воздушная);

- Режим среды осаждения (переменный, активный, стабильный, пассивный);

- Физико-химические показатели среды осаждения (соленость, pH);

- Наличие и состав организмов, характер их жизнедеятельности;

Вопреки большому разнообразию и множеству возможных сочетаний причин и факторов осаждения наблюдаются определенные закономерности в изменении основных определяющих осаждение факторов, что обусловливает и определенную закономерность осаждения и распределения в пространстве отложений разного состава и типа.

В зависимости от характера сил, приводящих к разделению вещества, выделяются следующие типы дифференциации продуктов выветривания:

Механическая

Химическая

Физико-химическая

Биогенная

2.1 Механическая дифференциация

Механическая дифференциация реализуется практически на всем пути стока и происходит при снижении энергии транспортирующей среды. Начальные ее этапы можно наблюдать в пределах и вокруг водосборных площадей, повсеместно на суше, это, например, каменные обвалы, осыпи, оползневые тела, имеющие крайне малое разделение и образующиеся из хлидолитов (от греч. chlidos - отбросы, мусор). Пород, которые представляют собой, главным образом, исходный неотсортированный механически раздробленный материал. Он под действием внешних сил подвергается выветриванию, последующей транспортировке и осаждению.

При этом механизм осаждения обломочных зерен зависит от способа переноса. При транспортировке волочением по дну и сальтацией по мере движения потока (реки, морского течения и т.д.), его энергия последовательно снижается и соответственно с этим вначале прекращается движение крупных обломков, потом средних и, наконец, мелких. Следует учитывать, что понятия крупные, средние и мелкие в данном случае условны, и конкретный размер зависит от многих причин, в том числе исходного размера обломков и скорости (энергии) самого потока. Другими словами, одновременно с переносом и осаждением происходит разделение обломков по размеру, дифференциация материала.

Поэтому в процессе переноса сначала образуются песчаные осадки, а более тонкий материал проносится дальше, затем алевро-песчаные, алевролитовые и алевро-глинистые. В случае резкого изменения скорости, например, при впадении реки в море, столь же резко падает энергия течения, и весь переносимый материал осаждается. (Рисунок 2, а)

Рисунок 2. Схема механической осадочной дифференциации. а -- по размеру (Фролов, 1992-1995); б-- по удельному весу (Пустовалов, 1940).

Иначе осаждается материал, переносимый во взвеси. В этом случае при снижении энергии даже мелкие частицы не могут сохраняться во взвешенном состоянии и начинают осаждаться на дно. В отличие от предыдущего случая, когда движение происходит в пространстве, здесь наряду с таким перемещением частицы в спокойной воде осаждаются вертикально вниз. Подобная седиментация «частица за частицей» получила название нефелоидной (от греч. nephele - облако). При этом более крупные частицы из взвеси осаждаются быстрее, более мелкие - медленнее. В этом случае тоже происходит разделение вещества по крупности зерен, но эта дифференциация идет по вертикали. В итоге в разрезе отложений такого типа в его основании залегают более крупные частицы, в кровле - самые мелкие, возникает слой с градационной слоистостью.

Теоретически скорость падения частиц в спокойной воде описывается формулой Стокса:



где: V - скорость падения частиц в жидкости, в см/с; g - ускорение силы тяжести, равное 981 см/с; г - радиус шарообразной частицы, см; г₁ - плотность падающей частицы, г/см3; г₂, - плотность жидкости, в которой идет разделение, г/см3; м - вязкость жидкости в пуазах (I П=0,1 Па в системе СИ).

Формула Стокса применима к частицам от десятых долей до 0,005 мм, имеющим шаровидную форму, и для большого объема жидкости, где нет соударения частиц. Поскольку в реальной породе зерна не шаровидные, присутствуют различные минералы, имеющие неодинаковую плотность и разную морфологию частиц, и к тому же в зависимости от температуры меняется вязкость жидкости, строгое соответствие скорости осаждения частиц в реальных условиях с расчетной отсутствует.

При описанных выше гравитационных потоках реализуются оба этих механизма. Когда поток обломочного материала перемещается вниз по склону, происходит осаждение и дифференциация вещества по площади. Постепенно, по мере снижения его энергии, обломочный материал осаждается из суспензии вертикально. Наконец, когда зернистый материал самого потока кончается, начинается осаждение тончайшего пелитового материала, изначально находящегося во взвеси, а также мелких остатков планктоногенных организмов. И так продолжается до следующего события - нового вброса материала турбидным (лат. turbidus - мутный, взбаламученный) потоком.

В итоге формируется многокилометровая по мощности серия отложений, состоящая из специфически построенных циклитов, границы которых четко фиксируются размывами в кровле и ,соответственно, залегании вышележащего циклита на размытой поверхности с многочисленными и часто разнообразными следами течений.

По имени описавшего их ученого он назван циклом Боума (Bouma) (Рисунок 3)

Рисунок 3. Разрез Боума

Позднее Д. JIay (Lowe) детализировал разрез Боума и выделил два главных типа турбидных течений: слабоплотностные и высокоплотностные, и дал типовые разрезы результатов каждого из них (Рисунок 4)

Рисунок 4. Схематический разрез отложений турбидных потоков высокой и низкой плотности (Lowe, 1982)



Л.В. Пустовалов отмечал, что при переносе и осаждении обломки размещаются не только по их крупности, но и по удельному весу (плотности) (Рисунок 2, б) и форме, по тем показателям, которые объединяются понятием «гидравлической крупности». По мере перемещения наименее устойчивые минералы - оливин, пироксены, а также, и прежде всего, обломки эффузивных пород - разрушающются механически, продолжается начавшееся при выветривании химическое разложение. В итоге во время переноса и сопутствующего отложения происходит упрощение минерального состава, относительное обогащение устойчивым кварцем. Это продолжается при неоднократных перемывах и переотложениях вещества. Как результат-возникают все более «зрелые» олигомиктовые и мономиктовые осадки, а затем и породы (Рисунок 5).

Рисунок 5. Классификация песчано-алевритовых пород по минерально-петрографическому составу (Шванов,1987)



2.2 Химическая дифференциация

Химическую дифференциацию можно разделить на две практически независимые ветви, каждая из которых реализуется в условиях аридного или гумидного климата. Об этом свидетельствует схема Л.В. Пустовалова (Рисунок 6), левая часть которой описывает процесс формирования пород в условиях гумидного климата, а правая - аридного. При этом породы средней части схемы (карбонаты) формируются в водоемах обеих климатических зон.

Рисунок 6. Схема химической дифференциации осадочного материала в процессе переноса и осаждения в различных климатических условиях (Л.В. Пустовалов)

В процессе переноса растворенного вещества по мере удаления от источников сноса происходит его химическое разделение, протекающее разными путями, среди которых можно указать:

1) Достижение предела растворимости за счет повышения концентрации

2) Появление менее растворимых соединений в результате тех или иных химических реакций

3) Осаждение при изменении геохимической обстановки и содержания углекислого газа

1) Повышение концентрации растворенных веществ до достижения, а затем и превышения предела растворимости, которое ведет к их осаждению, достигается главным образом удалением воды, в основном за счет ее испарения.

В наиболее отчетливой и массовой форме это осуществляется в изолированных и полуизолированных водоемах аридной климатической зоны. Здесь удаление воды за счет испарения превышает поступление пресных и/или морских вод, благодаря чему концентрация растворенных веществ непрерывно повышается.

При этом последовательно достигается предел растворимости разных веществ, которые также последовательно выпадают в осадок. Подобный механизм в полной мере реализуется при образовании соляных пород, которые благодаря этому получили второе название - эвапориты (evaporation - испарение). При этом выпадение тех или иных солей происходит последовательно, по мере достижения свойственных каждой соли предела растворимости. Вначале осаждаются сульфаты кальция (гипс - CaS0₄-2H₂0 и ангидрит - CaSO₄), затем хлориды натрия (галит - NaCl), хлориды и сульфаты калия и магния (сильвин - KCl, карналлит - KCl MgCl₂ 6Н₂0, полигалит - K₂S0₄ MgS0₄-2CaS0₄-6H₂0), и хлориды магния (бишофит - MgCl₂-6H₂0). Растворимость некоторых минералов представлена в таблице 3.

Таблица 3. Растворимость некоторых минералов в воде (Логвиненко, 1984г.)

Минерал	Температура, ?С	Растворимость, г/л
Натриевая селитра Галит Сильвин Калийная селитра Гипс Ангидрит Магнезит Целестин Кальцит Арагонит Витерит Стронцианит Барит Корунд Полевой шпат Кварц	20 20 20 20 20 20 18 20 25 25 20 20 20 20 - -	875 360 340 317 2,4 2 1 0,11 0,014 0,015 0,022 0,011 0,0023 0,001 Не растворим Не растворим

2) Определенные реакции, а особенно процессы окисления и восстановления, в ряде случаев ведут к появлению менее растворимых соединений и выпадению их в осадок в виде твердой фазы. Подобные механизмы важны только для соединений, в состав которых входят элементы с переменной валентностью. Наиболее распространенным элементом такого типа, безусловно, является железо, целый ряд соединений которого в условиях восстановительной обстановки и, соответственно, наличии двухвалентной формы растворимы, а также медь, хром, марганец. При наличии кислорода, то есть в окислительной обстановке, железо переходит в трехвалентную форму и образует нерастворимые соединения. В качестве примера можно привести следующие схемы:

Аналогично поведение марганца:



Имеются и противоположные случаи уменьшения растворимости, образования нерастворимых соединений и выпадения их в осадок при восстановлении:

3) Большое влияние на осаждение имеет изменение кислотно­щелочных свойств среды. Дело в том, что целый ряд соединений растворим в кислых или нейтральных средах, то есть при pH менее или равном 7, и нерастворим при более высоких значениях pH, то есть в слабощелочных или щелочных условиях (Таблица 4). Различны pH осаждения минералов: сидерит образуется при pH 6,6-7,2;

кальцит - 7,5-8; магнезит - не менее 9,5.

Таблица 4 pH поверхностных вод и pH осаждения гидроксидов металлов (Беус и др., 1976).

pH	Природные системы	Гидрооксид	pH осаждения
11,0-9,0	Щелочные почвы	Mg(OH)2	9,4-10,9
8,5-8,0	Вода морей и океанов	Mn(OH)2	7,9-9,4
8,0-7,5	Пресные воды рек и озер в районах развития карбонатных пород	Fe(OH)2	7,4-8,8
7,0	Морская вода с сероводородным заражением (Черное море)	Pb(OH)2 Co(OH)2	7,2-8,7
7,0-6,5	Пресные воды озер и рек
6,0-5.0	Дождевые воды	Cu(OH)2 Cr(OH)3	5,4-6,9 4,6-5,6
4,5-4,0	Воды торфяников	Al(OH)3	3,2-4,8
	Рудничные воды и воды окисления сульфидных месторождений	Fe(OH)3	2,2-3,2

В природе кислотно-щелочные свойства среды меняются весьма значительно и на рисунке 7 показаны диапазоны изменения значений pH в различных природных средах. Поэтому при миграции вещества и переходе из одной геохимической обстановки в другую растворимость изменяется, и оно выпадает в осадок.

Рисунок 7. Величины pH различных природных вод (Алекин, 1970)

Режим углекислого газа, то есть изменение его содержания в воде имеет определяющее значение при осаждении карбонатных минералов и образовании карбонатных пород. Строго говоря, углекислый газ, растворяясь в воде, образует угольную кислоту, что определяет слабокислую реакцию, то есть влияет на изменение pH среды. Образование карбонатного осадка или, напротив, его растворение описывается реакцией карбонатного равновесия:

Реакция эта обменная, то есть может протекать в прямом и обратном направлении.

При этом равновесие смещается в ту сторону, в которой уменьшается концентрация какого-либо компонента. В данном случае находящийся в растворе дигидрокарбонат кальция будет разлагаться с осаждением карбоната, если будет удаляться углекислый газ, как это и показано на схеме. Его удаление возможно за счет чисто физических изменений - повышения температуры, снижения давления, но наиболее мощным фактором удаления этого газа являются процессы фотосинтеза. Процесс осаждения, таким образом, является не чисто химическим, а биохимическим.

Можно отметить, что осаждение карбонатного материала в максимальной степени происходит в мелководных морях тропических и частично умеренных широт. В этих условиях воды теплые, давление небольшое, наличие света создает здесь оптимальные условия развития бентосной флоры.

Напротив, на больших глубинах, где температура понижена и составляет примерно 4°С, а давление резко возрастает, в воде растворено значительное количество углекислого газа и попадающие туда карбонатные остатки живущих в приповерхностном фотическом слое воды организмов растворяются.

В итоге часть переносимого реками растворенного вещества попадает в океан, где выпадают в осадок смешиваясь с другими веществами в результате реакций или при изменении pH.

2.3 Физико-химическая дифференциация

Физико-химическая дифференциация представляет собой некоторое объединение механической и химической дифференциации.

Ее принцип заключается в том, что вещества, мигрирующие в коллоидной форме, попадая в обстановки, где происходит их коагуляция (маргинальные фильтры), образуются хлопья («химический процесс»), которые уже разносятся и осаждаются по законам механической дифференциации («физический процесс»).

Аналогичная картина наблюдается и с истинно растворенными компонентами, так как от момента и места их перехода в твердую фразу до осаждения, закрепления в осадке может проходить определенное время, и сама фиксация далеко не всегда происходит там и тогда, где и когда они образовали нерастворимые продукты.

Осаждение коллоидов в природе возможно при нейтрализации заряженных коллоидных частиц. В свою очередь, это осуществляется двумя основными способами.

Во-первых, это действие электролита. Реально такие процессы происходят при смешении пресных вод с морскими.

Последние представляют собой электролит с различными ионами. Переносимые реками коллоиды, попадая в морскую воду, теряют заряд, коагулируют и образуют хлопья уже нерастворимых соединений. Подобный механизм характерен и обычен для гидратов оксидов трехвалентных железа и марганца. Во-вторых, при взаимодействии коллоидов противоположных зарядов происходит взаимная нейтрализация зарядов и, соответственно, выпадение их в осадок.

Коагуляция коллоидов, как правило, не ведет сразу к осаждению образовавшихся продуктов. При коагуляции формируются твердые нерастворимые соединения в виде хлопьев, которые обладают высокой плавучестью, и они могут достаточно долго мигрировать уже как частицы. Другими словами, миграция в растворенной форме переходит в миграцию твердых частиц.

Последние осаждаются только в очень спокойных условиях - в изолированных заливах, в зоне островов, где нет волнений и т.д. Или же частицы дисперсной фазы совершают независимое друг от друга броуновское движение до тех пор, пока при сближении двух частиц расстояние между их центрами не становится равным радиусу сферы влияния d.

Эта величина приблизительно равна сумме радиусов частиц, что соответствует их непосредственному контакту. На этом расстоянии появляются силы взаимодействия между частицами, в результате чего возникает возможность их агрегирования.

Важно отметить, что при этом вместе с коллоидами происходит и осаждение сорбированных ими и мигрировавших вместе с ними малых элементов, таких, как ванадий, уран, молибден, а также захваченных из морской воды натрия, калия, кальция. Последние входят в состав образующихся таким путем глинистых минералов.

2.4 Биогенная дифференциация

Биогенная дифференциация заключается в избирательном превращении растворенных и газообразных компонентов в минеральные скелетные образования или органические ткани, осаждение коллоидов путем биофильтрации, а также косвенное влияние на осаждения путем изменения pH среды, в результате жизнедеятельности организмов.

Построение своих тел, включая скелеты, организмы осуществляют непосредственным извлечением из окружающей среды тех или иных компонентов.

Примером подобного процесса является построение карбонатных раковин и вообще скелетов. Таким путем осаждаются карбонаты - арагонит, кальцит, в том числе высокомагнезиальный, частично стронцианит.

Другим важнейшим компонентом скелетов является кремнезем в виде опала (SiO₂-LiH₂O), из которого строят свой скелет диатомеи, радиолярии, отдельные группы губок. Также карбонатные и кремнистые породы в сумме составляют не менее четверти всех осадочных пород Земли.

Аналогичным путем осаждаются фосфаты - в виде фосфатов кальция в костях. Немаловажное значение имеет и осаждение самого органического вещества отмирающих организмов (мортмассы).

Таким путем в осадок переходят элементы, входящие в его состав - углерод, кислород, водород, а также в меньших количествах фосфор, азот, железо, также организмы усваивают и, соответственно, переводят в осадок такие малые элементы, как медь и ванадий.

Одним из способов осаждения за счет жизнедеятельности организмов является биофильтрация, которая в основном происходит в пелагической области и характерна для частиц с размером менее 1 мкм.

Известно, что, по закону Стокса, такие частицы могли бы достигать дна через сотни и тысячи лет. Таким образом, для этих долгоживущих частиц стадия мотогенеза значительно растягивалась бы во времени.

Однако установлен механизм, обеспечивающий перевод таких частиц в донные осадки, получивший название биофилътрация, этот этап характеризуется тесным сродством обломочных частиц с биогенным материалом в форме пеллет, а сама система осаждения обломочного материала в виде пеллетных комков получила название биофилътрационной (Лисицын, 1974, 2001).

В качестве организмов фильтраторов выступают ракообразные, копеподы, эвфаузииды (криль), рачки, а также коловратки, остракоды и др. Пеллеты имеют внешнюю защитную оболочку -- пеллициль. При температуре +5 0 C они сохраняются до 30-35 суток. Размеры их варьируют от 1-4 до 50-250 мкм. Средняя скорость их осаждения в зависимости от размеров составляет 40-440 м/сутки. Заключенный в пеллетные комки терригенный материал из частиц менее 1 мкм может достигать глубины в 5000 м за 30 суток. Таким образом, биогенный этап осаждения для обломочных частиц отличается высокой степенью динамичности и кратковременностью (Рисунок 8)



Рисунок 8. Механизм биологического осаждения в океане.

1 - слой наибольшего развития фитопланктона и детрита в океане, область развития кокколито-форид и фильтраторов --копепод; 2 - глубина, на которой обычно происходит распад кокко-литофорид на отдельные пластинки после гибе-ли организмов (средняя скорость осаждения частиц кокколитов--0,15 м/сутки); 3- область наибольшего скопления детрита - слоя скачка плотности (детрит показан точка-ми);

4 -максимальная глубина проникновения кокколитов при осаждении «частица за части-цей»; 5 -донные осадки. Абсолютные значения массы выпадения комков составляют 650 шт./м²/сутки (Лисицын, 1991).

Жизнедеятельность организмов определяет осаждение материала не только непосредственно, но и косвенным путем. Биота в целом создает общую геохимическую обстановку на Земле - кислородную, окислительную среду, и одновременно само захороненное органическое вещество является активным восстановителем. Извлекая углекислый газ, оно определяет осаждение карбонатных соединений и образование карбонатных осадков, а через это - кислотно-щелочные свойства среды (Заварзин, 2002).

Биогенная дифференциация получает свое завершение и материальное выражение только в благоприятной физико-химической обстановке. В неблагоприятных условиях продукты жизнедеятельности организмов могут полностью раствориться или разложиться (как это случается с кальцитовыми раковинами в северных морях или с растительными остатками в зонах интенсивной аэрации осадка).

2.5 Дифференциация во времени

Дифференциация во времени, предложенная Л.В. Пустоваловым, основан на на законе Головкинского-Вальтера, который гласит «только такие фации могут лежать друг над другом, которые могут располагаться рядом друг с другом».

Рисунок 9. Закон Головкинского-Вальтера

На рисунке 9 схематически проиллюстрирован закон Головкинского-Вальтера.



В левой части изображен континентальный склон (Q), а в правой - осадочные образование, соответствующие различному уровню подступающего моря (d, d₁, d₂₎.

По направлению простирания располагаются последовательно конгломераты (1), пески (2), глины (3), известковые отложения (4).

Так как уровень моря повышается, береговая линия перемещается в направлении континента, то области отложения определенных осадков перемещаются также вверх и в сторону континента.

Поэтому над конгломератами, отложившимися на более низком уровне, будут откладываться пески, далее глины и известковые отложения.



Заключение

В итоге можно утверждать, что дифференциация вещества - это коренное, принципиальное свойство осадочного процесса, его суть.

Так как на разных этапах осадочного процесса могут реализовываться различные механизмы разделения и осаждения вещества (преобладание механического разделения на начальных стадиях транспортировки, чисто хемогенное в зависимости от растворимости по мере увеличения солености, биогенное в бассейнах среднеокеанической солености и т.д.) она ведет к разделению вещества исходных, относительно гетерогенных, пород и формированию весьма «чистых» гомогенных по химическому и минеральному составу пород.

Но нередко они накладываются друг на друга, также возможны процессы интеграции, при этом чистота конечных осадков уменьшается.



Список используемой литературы

1. Кузнецов В.Г. Литология. Основы общей (теоретической) литологии. Учебное пособие для вузов. - М.: Научный мир, 2011. - 360 с.

2. Сергеева Э.И. Теория литогенеза: Учеб. пособие. -- СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2005. -140 с.

3. Фролов В.Т. Литология. Кн. l: Учебное пособие. - М.: Изд-во MГУ, 1992. - 336 с.:

4. Литология: учебник / А.В. Ежова. - Томск: изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 336 с.

5. Пустовалов Л.В. Петрография осадочных пород. Часть 1. - М.: Гос-е научно-техническое изд-во нефтяной и горно-топливной лит-ы, 1940. - 476 с.

Размещено на Allbest.ru

...