Об этапах образования осадочных пород

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОБ ЭТАПАХ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

Савилова Е.Б., к. г - м. н., ст. преподаватель;

Швырев А.П. - студент

Оренбургский государственный университет

Под осадочной породой понимают геологическое тело, которое возникло в результате физического и химического разрушения литосферы, химического осаждения и жизнедеятельности организмов или того и другого одновременно [2]. Гидросфера Земли, нижняя часть атмосферы и верхняя часть литосферы входит в зону осадкообразования. Само же возникновение и изменение осадочных пород представляет собой результат последовательных и закономерных физико-механических, физико-химических и биологических процессов.

Процесс образования осадочных пород называется литогенезом. Впервые этот термин ввел в науку Вальтер в 1894 г., для обозначения нового научного направления в геологии. Это направление ставило целью познать происхождение ископаемых пород с помощью изучения современных процессов породообразования.

Выдающийся ученый и академик Н.М. Страхов в своем труде «Основы теории литогенеза» изложил основные этапы осадочного процесса. Согласно его теории существует несколько стадий образования осадочных пород: гипергенез, седиментогенез и диагенез. На продолжительность образования породы влияет состав осадочного материала. Затем наступает стадия жизни породы, которая может продолжаться несколько сотен миллионов лет. Все завершается либо разрушением осадочной породы, либо превращением ее в метафорическую (рисунок 1). [1, 2]

Рисунок 1- Схема этапов образования и преобразования осадочных пород

Рассмотрим этапы породообразования подробно.

Первый этап подготовительный - гипергенез или выветривание. Материнские породы на земной поверхности подвергаются выветриванию. В результате возникают исходные вещества, из которых происходит формирование будущих осадочных пород. Процессы выветривания ведут к раздроблению, измельчению вещества первоначальных пород и сопровождаются химическим преобразованием минералов. Продукты выветривания характеризуются непрерывно возрастающей дисперсностью вещества от грубодисперсных (обломочных) систем, через субколлоидные и коллоидные системы к ионным, или истинным, растворам. В зависимости от того, какие факторы воздействия на породы являются главными, различают физическое и химическое выветривание.

Физическое выветривание заключается в механическом разрушении минералов и горных пород при изменении температуры, ударах и истирании. В результате колебания температуры воздуха происходит изменение объема минералов, ослабление связей между ними. В породе появляются трещины, которые могут заполниться водой. Вода замерзает, расширяется, что приводит к разрушению горных пород. Обломки породы могут скапливаться на разрушаемой поверхности или осыпаться по склонам. [3, 5]

Большую работу производят текучие воды и волны прибоя, которые разрушают прибрежные коренные породы. Этот процесс называется абразией и приводит к образованию отдельных останцов наиболее крепких пород. Деятельность ветра вызывает явления дефляции (выдувания, развеивания частиц) и корразии (обработки горных пород переносимыми ветром обломками). В результате образуются разнообразные причудливые формы эолового рельефа и останцы выветривания. Растения также способствуют раздроблению горных пород. Например, корневая система деревьев в процессе роста, увеличивается в объеме, развивает в трещинах давление и разрушает породу.

Во время физического выветривания образуются обломки пород и минералов различной величины ? от крупных глыб диаметром в несколько метров до тонких частиц размером 0,005 мм.

Химическое выветривание имеет большое значение при образовании осадочного материала. Главными факторами этого процесса являются вода, кислород, углекислый газ, гуминовые и минеральные кислоты. Вода - это основной фактор при данном виде выветривании, растворяющий многие природные минеральные и органические соединения. Также это слабый электролит, диссоциирующий на ионы Н⁺ и ОН-. Содержание ионов Н⁺ определяет кислотность среды. При рН = 7 реакция воды нейтральная РН > 7 - щелочная РН < 7 - кислая. [2,4]

Угольная кислота образуется при соединении углекислого газа с водой и при диссоциации может повысить кислотность среды. Углекислота выделяется в процессе жизнедеятельности организмов, разложении органических остатков и карбонатов, а также во вроем вулканической деятельности. Особенно богаты углекислотой болотные воды и торфяники.

Второй этап - этап переноса и осаждения продуктов выветривания.

Продукты выветривания мигрируют, перемещаются по поверхности земли. Переносятся они, в основном, водными потоками, а также ветром и льдом.

Переноса вещества в водных бассейнах производится течениями и волнениями.

Течения могут возникать в результате различных причин:

* ветра, вызывающего постоянные и периодические течения (дрейфовые);

* различия в плотности воды (конвекционные);

* различия уровней в соседних бассейнах (сточные);

* благодаря приливам и отливам (приливно-отливные).

Течения захватывают в кругооборот практически всю толщу воды шельфа до глубины 200?250 м, а иногда до глубин 1000?2000 м. Скорость морских течений изменяется от 0,01 до 3,0 м/сек.

Под действием течений и, особенно, волнений, осадок подвергается сортировке и окатыванию. Пески на пляже отличаются хорошей сортировкой материала и наличием косой разнонаправленной слоистости. [2, 5]

Из мутьевых потоков (турбидитов) осадок откладывается с несовершенной сортировкой обломочного материала. Под действием силы тяжести осаждение вещества происходит как в текучей, так и в спокойной воде.

Десятки и сотни миллионов лет способны мигрировать в гидросфере земли истинные растворы. Менее подвижные, такие как кремнезем, карбонаты кальция и магния, фосфаты извлекаются из путей миграции организмами, использующими их для построения своих скелетных частей (например, раковин). Такие соединения легко выпадают в осадок при незначительном повышении их концентрации в природных растворах. Высокорастворимые соединения (сульфаты и хлориды кальция, калия, магния и ряда других элементов) образуют осадки в случае очень интенсивного испарения природных растворов, что обычно в условиях жаркого, аридного климата. [2, 5]

Следующий этап - диагенез. Накопленный осадочный материал еще не является породой. Необходимо преобразование осадков. Этот процесс и носит название диагенеза. Диагенез - переход осадка в осадочную породу. Осадок - это сложная неуравновешенная многокомпонентная система, подверженная различным изменениям. В стадии диагенеза происходит уплотнение осадка, уменьшение его влажности, образование новых минералов из иловых растворов, разложение одних минералов и возникновение других, перераспределение вещества. Вновь образованные минералы называются аутигенными, в отличие от аллотигенных, т.е. принесенных извне.

Этап катагенеза. Его еще называют эпигенезом. Данный этап охватывает все процессы изменения осадочных пород при их постепенном погружении в глубины земли. Это этап существования осадочных пород в литосфере. Продолжительность катагенеза может составлять сотни миллионов лет.

Этап метагенеза. В это время происходит переход осадочных пород в метаморфические. Под влиянием высоких температур, давлений и растворов осадочные породы подвергаются глубоким преобразованиям. Формируются породы, промежуточные между осадочными и метаморфическими.

Регрессивный эпигенез. Изменения затрагивают постепенный переход осадочных пород в результате восходящих тектонических движений из области повышенных давлений и температур в область их понижения. Эти преобразования породы выделяется некоторыми исследователями в отдельный этап. [5]

Итак, мы рассмотрели поэтапно процесс образования осадочных пород.

Список литературы

1. Беленицкая Г.А. Типы седиментогенеза: расширенный вариант классификации. М., Изд-во «Отечественная геология», 2008. С. 7 - 9.

2. Безбородов Р.С. Краткий курс литологии. М., Изд-во УДН, 1989.- 313 с.

3. Гуревич В.В. Современный седиментогенез и геоэкология Западно-арктического шельфа Евразии. М., Изд-во «Научный мир», 2002. С. 15- 20.

4. Невский Е.Н. Белое море. Седиментогенез и история развития в голоцене. М.: «Наука», 1977. - 54 с.

5. Страхов Н.М. Типы литогенеза и их эволюция в истории Земли. М., Изд-во АН СССР, 1963. С. 118-124.

Размещено на Allbest.ru