Билет №6

1.Теория дифференциации осадочного вещества(далее дов): механическая, химическая и биологическая.

ДОВ - разделение составных частей первичных пород в зоне осадкообразования.

Механическая ДОВ:

1. По размеру

2. По удельному весу - формируются россыпи

3. По форме - изометричные -> таблитчатые -> пластинчатые

Примеры: каменные обвалы, осыпи, оползневые тела, делювиальные шлейфы и пролювиальные конума, сортировочная работа ветра и речных водотоков.

Химическая ДОВ:

Зависит от геохимической подвижности компонента

Схема дифференциации:

Нерастворимые -> растворимые

Al, Fe, Mn оксиды -> силикаты -> карбонатиты -> сульфаты -> хлориты

Пример: при прерноси по реке “теряются” определённые химические соединения.

В настоящее, при ДОВ учитывают такие факторы как:

1. Климат

2. Биогенный фактор

3. Геохимические барьеры

4. Конденсирование

5. Тектонический фактор

Биогенная ДОВ:

Биогенная дифференциация проявляется при осаждении рас­творенных и газообразных веществ благодаря жизнедеятельности организмов, строящих из них свои скелеты или накапливающих их в мягких тканях.

2.Гипергенез: физические процессы ( субаэральные и субаквальные).

Термин «гипергенез» введен в геологическую терминологию академиком А.Е. Ферсманом в 1922 г. Под гипергенезом понимается выветривание в широком смысле слова — комплекс физических, химических, биохимических процессов преобразования минералов и их ассоциаций (горных пород) на поверхности континентов, под влиянием различных факторов и условий географической среды. Важно подчеркнуть, что выветривание в данном контексте — это отнюдь не деятельность ветра. Гипергенез происходит под действием разнообразных факторов, тесно связанных друг с другом, т.е. действующих вместе и одновременно. Тем не менее, со значительной долей условности все эти факторы можно разделить на физические (механические), химические и биохимические.

Физические (механические) факторы приводят к так называемой дезинтеграции минералов и горных пород, т.е. механическому их измельчению (без изменения минералогического и химического состава): Важнейшую роль в этом процессе играет неодинаковое линейное и объемное расширение породообразующих минералов под влиянием температурных колебаний (суточных, сезонных и др.). В породах возникает сеть мельчайших трещин, в которые поступает вода, возникает капиллярное давление. В случае замерзания такой воды сказывается разрушительный эффект изменения объема образовавшегося льда, т.н. морозное выветривание. В результате первоначально массивный кристаллически-зернистый или зернистый агрегат данной породы теряет монолитность, разрушается, что приводит к образованию развалов (россыпей) остроугольных обломков различного размера, как на водоразделах, так и на склонах гор или у их подножия. Такие процессы очень типичны для полярных, пустынных и горных ландшафтов.

Химические факторы включают: 1) растворение минералов дождевыми, почвенными и грунтовыми водами; 2) гидролиз — разложение минералов с присоединением гидроксильных ионов [ОН]^1-; 3) окисление минералов — присоединение кислорода и отделение водорода, а также повышение валентности входящих в структуру минерала ионов. Особенно активно процесс окисления идет в присутствии воды. В результате комплексного воздействия химических факторов происходит частичное или полное перерождение исходных минералов с образованием новых — с другим химическим составом и другой кристаллохимической структурой. Типичный пример — перерождение магнетита в лимонит:

Fe₃О₄ + H₂О+О₂ —> FeOOH —> FeOOH • nH₂О.

Биохимические факторы — жизнедеятельность организмов, которые поглощают из минералов калий, натрий, кальций, фосфор и другие элементы, постепенно разрушая такие минералы. Выделяющиеся при этом кислород, углекислый газ, водород лишь ускоряют разложение исходных и образование новых минералов.

Таким образом, при гипергенезе происходит как разрушение первичных минералов, так и возникновение новых, часто более многочисленных, гипергенных минералов. Многие глинистые минералы, значительная часть сульфатов, карбонатов, фосфатов, окислов и гидроокислов железа, алюминия, марганца имеют гипергенное происхождение. Этот разрушительный и одновременно созидательный процесс, часто называемый выветриванием, приводит к формированию особых природных образований — кор выветривания. В обширной гамме гипергенных процессов намечается определенная стадийность, детально изученная академиком Б.Б. Полыновым: первая стадия — механическое разрушение; вторая — начальное химическое и биохимическое изменение (извлечение калия, кальция, натрия, т.е. гипергенный метасоматоз); третья — возникновение тонкодисперсных глинистых минералов; четвертая — разложение силикатов на окислы с обогащением коры выветривания окислами железа и алюминия. Эта схема — идеальная и весьма общая, конкретная стадийность может быть более сложной или более простой, в зависимости от частных условий гипергенного процесса.

На особенности кор выветривания влияют: 1) биоклиматические условия; 2) рельеф местности; 3) время (длительность) процессов.

Биоклиматические условия определяют тип выветривания: гумидный (влажный), аридный (сухой), нивальный (холодный). Гумидные ландшафты, со значительным атмосферным увлажнением и богатой лесной растительностью, характеризуются накоплением огромных масс отмирающего органического вещества, которые перерабатываются почвенными микроорганизмами в органические кислоты. В связи с этим почвенные воды имеют кислую реакцию и активно разрушают минералы подстилающих пород. Аридные ландшафты отличаются травянистой растительностью, общая биомасса которой в десятки раз меньше биомассы лесов. Почвенные воды здесь имеют обычно нейтральную или слабощелочную реакцию, поэтому процесс разложения происходит ме­нее активно, чем в гумидных зонах. В нивальных ландшафтах вообще преобладают физические (механические) факторы гипергенеза.

Рельеф определяет развитие двух типов кор. Автоморфная (элювиальная) кора образуется на месте, непосредственно за счет развитых здесь пород, например, на плоских водоразделах. Гидроморфная кора образуется в понижениях рельефа за счет сноса туда вещества истин­ными или коллоидными растворами. Связь между составами автоморфной и гидроморфной кор называют геохимическим сопряжением.

Время также является важным фактором формирования кор выветривания. В целом процесс формирования кор весьма длителен, он может растянуться на миллионы и даже десятки миллионов лет. За это время образуются коры различной мощности — от 1–2 м до 100–200 м. Гипергенный процесс по ряду причин может прерываться; погребенная реликтовая кора будет служить индикатором некогда существовавших физико-географических условий данного региона. Различают коры современные (формирующиеся в настоящее время) и древние (ископаемые) коры. Древние коры по составу делятся на главные типы.

1. Латеритная кора. Развивается в условиях тропиков на породах, обогащенных железом, титаном и алюминием. Важнейший фактор — окисление. Продукты этой коры обычно сложены окислами и гидроокислами указанных элементов и имеют кирпично-красный цвет.

2. Каолиновая кора. Формируется в условиях умеренного климата на породах гранитного состава, богатых калинатриевыми полевыми шпатами. Важнейший фактор — гидролиз. Кора сложена каолиновыми глинами с обломками неразложившихся полевых шпатов. Типичное замещение:

K[AlSi₃O₈] —> Al₄[Si₄О₁₀][OH]₈.

3. Гидрослюдисто-глинистая кора. Образуется в степной зоне умеренных широт, где осадков мало и гидролиз происходит слабо. Ха­ рактерный минерал — монтмориллонит (Al₂,Mg₃)[Si₄O₁₀][OH]₂ • nН₂О.

4. Обломочная кора. Формируется в пустынной зоне, горных областях и в тундре. В верхнем слое такой коры концентрируются пылеватые породы, ниже накапливаются пески, еще ниже — более крупные остроугольные обломки и так далее до почти неразрушенных коренных пород.

В самой верхней части любой коры выветривания, как древней, так и современной, в результате деятельности животных и растительных организмов располагаются почвы, т.е. слои (мощностью от нескольких сантиметров до 2–3 м), обогащенные органическими веществами и обладающие плодородием.

С корами выветривания связаны различные полезные ископаемые: глины, бокситы (богатые алюминием), железные руды (латериты) и др.

На поверхности Земли чрезвычайно развит процесс переотложения кор выветривания. Уже сформировавшиеся коры под воздействием различных факторов начинают разрушаться и вовлекаться в длительный процесс переноса и переотложения, вплоть до попадания в морские бассейны, где накапливаются морские осадки, переходящие затем в осадочные горные породы морского происхождения. В ходе переотложения часть материала остается на континентах, формируя различные генетические типы континентальных отложений.