Осадочные горные породы

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Осадочная порода»)
Перейти к: навигация, поиск
Triassic Utah.JPG
2 типа осадочных горных пород: известняк (снизу), сланцы (сверху)
Слои осадочных горных пород в ущелье Ах-цу. Адлерский район города Сочи.

Осадочные горные породыгорные 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.

Образование осадочного материала[править | править вики-текст]

Источником вещества для образования осадочных горных пород являются: продукты выветривания магматического, метаморфического и более древних осадочных пород, слагающих земную кору; растворённые в природных водах компоненты; газы, различные вещества, возникающие при жизнедеятельности организмов; вулканогенный материал (твёрдые частицы, выброшенные вулканами, горячие водные растворы и газы, выносимые вулканическими извержениями на поверхность Земли и в водные бассейны). В современных океанических осадках (красная глубоководная глина, ил и др.) и в древних осадочных породах встречается также космический материал (мелкие шарики никелистого железа, силикатные шарики и т.п.).

Кроме того, в составе осадочных горных пород, как правило, присутствуют органические остатки (растительного и животного происхождения), синхронные времени их образования, реже более древние (переотложенные). Некоторые осадочные горные породы (известняки, угли, диатомиты и др.) целиком сложены органическими остатками.

Перенос осадочного материала[править | править вики-текст]

Осадочный материал обычно не остаётся на месте, а переносится под действием различных факторов в те участки земной поверхности, где существуют условия, благоприятные для его накопления и захоронения.

Перенос осуществляется главным образом с помощью воды и ветра; кроме них заметную роль в перемещении осадков играют движущиеся ледники, айсберги и прибрежные льды, а также связанные с проявлением силы тяжести оползни, осыпи, обвалы; а также живые организмы.

Накопление осадка[править | править вики-текст]

Транспортируемый осадочный материал осаждается в пониженных участках рельефа. Скорость накопления осадка колеблется в очень широких пределах — от долей миллиметра (глубоководные части морей и океанов) до нескольких метров в год (в устьях крупных горных рек).

Длительное и устойчивое погружение области осадконакопления предопределяет образование мощной, однородной осадочной толщи. В случае частой смены тектонического режима, а также при сезонных изменениях климата происходит переслаивание осадков, различных по составу и строению.

В процессе переноса и осаждения осадочного материала под влиянием механических, химических, биологических и физико-химических процессов происходит его сортировка и избирательный переход в твёрдую фазу растворённых и газообразных веществ. Этот процесс называется осадочной дифференциацией. Образовавшиеся в результате осадочные породы в большинстве своём отличаются от магматических и метаморфических более простым химическим составом, высокой концентрацией отдельных компонентов или более высокой степенью однородности частиц по размеру.

Диагенез[править | править вики-текст]

Преобразование осадка в осадочную горную породу. При диагенезе происходит уплотнение осадка под тяжестью образующихся выше него слоёв, 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.

Катагенез[править | править вики-текст]

Стадия существования осадочной породы в зоне стратисферы. В эту стадию 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, рН, Eh и радиоактивное излучение. 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.

Метагенез[править | править вики-текст]

Стадия глубокого преобразования осадочной породы в глубинных зонах земной коры. На этой стадии происходит максимальное уплотнение осадочных пород, меняется их минеральный состав, структура. Преобразование пород происходит под влиянием тех же факторов, что и при катагенезе, но температура более высокая (200—300 °C), выше минерализация и газонасыщенность вод, иные значения Eh и рН.

Изменение структуры пород проявляется в укрупнении размера зёрен, в упорядочении их ориентировки, перекристаллизации с исчезновением фаунистических остатков. Завершается стадия метагенеза переходом осадочных пород в метаморфические горные породы.

Условия залегания[править | править вики-текст]

Осадочные горные породы образуют пласты, слои, линзы и другие геологические тела разной формы и размера, залегающие в земной коре нормально-горизонтально, наклонно или в виде сложных складок. Внутреннее строение этих тел, обусловливаемое ориентировкой и взаимным расположением зёрен (или частиц) и способом выполнения пространства, называется текстурой осадочных горных пород. Для большинства этих пород характерна слоистая текстура: типы текстуры зависят от условий их образования (главным образом от динамики среды).

Классификация осадочных горных пород[править | править вики-текст]

В формировании осадочных горных пород участвуют различные геологические факторы: разрушение и переотложение продуктов разрушения ранее существовавших пород, механическое и химическое выпадение осадка из воды, жизнедеятельность организмов. Случается, что в образовании той или иной породы принимает участие сразу несколько факторов. При этом некоторые породы могут формироваться различным путём. Так, известняки, могут быть химического, биогенного или обломочного происхождения. Это обстоятельство вызывает существенные трудности при систематизации осадочных пород.

Для простоты изучения применяется сравнительно простая классификация, в основе которой лежит генезис (механизм и условия образования) осадочных пород. Согласно данной класификации осадочные породы подразделяются на:

Цвет[править | править вики-текст]

Окраска осадочных горных пород зависит главным образом от цвета минералов, слагающих породу, а также от примесей минерального вещества, рассеянного в породе, и обволакивающего зерна составляющих породу минералов тончайшими корочками. Окраска даёт важные указания на условия образования породы, так как во многих случаях цвет зависит от присутствия определённого минерала, наличие которого, в свою очередь, определяется характером среды отложений (наличие обильного органического вещества и пирита указывает на восстановительную среду, красных и жёлтых гидроокисей железа — на окислительную и т. д.).

Белый (светло серый) цвет является естественной окраской большинства минералов, слагающих осадочные горные породы. Все эти минералы (кальцит, арагонит, доломит, фосфаты, каолинит, большая часть других глинистых минералов, солей и др.) — бесцветны или почти не окрашены.

Чёрный (темно серый) цвет в редких случаях бывает обусловлен окраской зёрен или главной составной частью породы (магнетитовые пески, песчинки темных пород, уголь). Обычно чёрная окраска зависит от мелкорассеянной примеси чёрного красящего вещества, чаще всего органических соединений. Реже чёрная окраска зависит от примеси солей марганца, которые могут образовывать оболочки вокруг зёрен. Серый цвет породы говорит о содержании в ней примеси сернистых соединений железа, однако в породах эти соединения обычно не сохраняются. Синевато-серый или синевато-чёрный оттенок придаёт породе мелкорассеянный . При выветривании такие породы светлеют и приобретают буровато-жёлтую окраску.

Фиолетовые цвета или оттенки исключительно редки. Они могут зависеть от примеси марганцевых и фтористых соединений, от смешения примесей красного и синеватого цвета.

Желтый и бурый цвета в большинстве случаев обусловлены присутствием в породе лимонита.

Красный и розовый цвет лишь в редких случаях обусловлен цветом минеральных зёрен (ортоклаз в аркозах) или обломков красных пород (лавы, обломки яшм и т. д.). Обычно он зависит от окружающих зерна оболочек красного окисного железа, и рассеянных в породе мельчайших его кристалликов.

Зелёный цвет в ряде случаев может зависеть от присутствующих в породе зелёных минералов. Наиболее обычным из них является глауконит, реже — похожие на него минералы группы шамозита, хлорит и железисто-магнезиальные глинистые минералы. В породах складчатых областей (полимиктовые песчаники) сравнительно часто зелёные оттенки обусловлены примесью хлоритов, серпентина, эпидота, обломков зеленоватых пород и крайне редко — оливина, малахита и других соединений меди и хрома.

Синий цвет пород в природе встречается крайне редко. Единственный синий осадочный минерал — вивианит — встречается лишь в ничтожных количествах и пород не окрашивает. Синеватый или, скорее, слабо голубоватый оттенок, наблюдаемый в некоторых породах, может зависеть от присутствия воды в порах и, может быть, от водных силикатов железа, мелкорассеянного сернистого железа, сидерита и некоторых глинистых минералов.

Структура[править | править вики-текст]

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.

Текстура[править | править вики-текст]

Текстура породы формируется, начиная со стадии накопления осадка. В дальнейшем она может изменяться в зависимости от особенностей диагенеза и катагенеза. Первичные текстуры (возникшие в процессе осадконакопления) отражают состояние среды в момент накопления осадочного материала и результаты её взаимодействия с осадком. Вторичные текстуры образуются в уже сформировавшейся породе, в процессе катагенеза и мета­генеза. Текстуры в значительной степени определяют многие свойства осадочных пород, в том числе их анизотропность — неодинаковые в разных направлениях прочность, фильтрационные свойства и др.

Промышленная значимость[править | править вики-текст]

C осадочными горными породами генетически или пространственно связана подавляющая часть месторождений полезных ископаемых.

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]