3. Шөгінділердің бактериялар әсерінен 35олек қалыптасып өзгеруі.

Құрамында органикалық заттары бар шөгінділерде бактериялар жайғасады. Әсіресе шөгіндінің жоғары жағында 1-5см болады. Теңіздерде, көлдерде күкіртті сутек пен қанығу өте көп кездеседі. Күкірті сутек көбінесе (Mikrospira) бактериядан пайда болады.

Ангидрит CaSO₄ +C = CaS +CO₂ + H₂S + CaCO₃

Fe(OH)₂ + H₂S = FeS₂ nH₂O гидротоилит

Н₂S теңіз суында оттегі жоқ жерде теңіздің ойпаттарында жиналады. Сулы ортаның жоғарғы бөліктегіндегі сулардағы ағыста толқын әсерінен су араласып → оттекті болады. Төменгі бөліктегіндегі суларда оттегі азайып, тынық жерде күкіртті сутек пайда болады. Күкіртті сутек пен қанығу Қара, Каспий, Азов теңізінде көп.

4.Орнықты минералдың пайда болуы.

Экзогенді жағдайда пайда 35олект минералдар экзогенді шарттарға төзімді. Шөгінділер көмілгенде, шарттар өзгереді, басқа шарттарға төзімді, орнықты минералдар пайда болады. Диагенез 35олектор3535ну гидротолит FeS₂ nH₂O →FeS - 35олек, марказит, опал халцедонға, аргонит кальцитке ауысады.

Диагенез сатысының кең таралған минералдары: сульфиттер (35олек, 35олектор), 35олектор35 мен гидрокситтер (опал, халцедон, кварц, гетит, гидрогетит, псиломелан), 35олектор3535н (барит, целестин), 35олектор3535ну (кальцит, доломит, сидерит, магнезит), 35олектор3535 (курсит), силикаттар (35олектор35, каолинит, 35олектор3535, монтмариллонит) ауысады.

Бұл минералдар көбінесе ұсақ – майда түйіршіктер: сферолиттер, оолиттер, тәрізді конкрециялар және цемент құрайды.

5. Шөгінді бөлшектердің кристалдануы және 36олек кристалдануы

1) Бұл қасиет 36олектор36 және коллойдты өнімдермен байланысты. Конкрециялар (кремнилі, фосфатты, темірлі т.б. ) колойттардан пайда болады.

2) Кристалды өнімдер (кальцит, доломит, 36олектор3636н, 36олектор3636н) седиментогенез сатысында пайда болғанмен, 36олектор сатысында 36олек кристалдануы мүмкін. Ол кристалдардың ретсіз орналасуымен сипатталады.

Диагенез сатысында шөгінділер шөгінді тау жынысқа айналуымен бітеді. Диагенездің ұзақтылығы он немесе жүз мың жылдар шамасында жүреді.

Негізгі әдебиеттер: 1 – [46 -60], 2 – [33 – 38], 3 – [180 – 200].

Бақылау сұрақтары:

1. Диагенезде жүретін негізгі процесс?

2. Шөгінді жыныстардың қалыптасуын анықтайтын шарттар , негігі факторлары?

3. Қандай қозғалыс теңіздің трангрессиясы мен регрессиясына туындайды?

4. Қандай шарттарда қышқылдар конкрециясы мен темір мен 36олектор36 гидроқышқылдары түзіледі?

5. Қандай шарттарда темір 36олектор пайда болады?

Лекция 7.

Литогенез процессіндегі тектониканың ролі.

Шөгінді жыныстардың пайда болу шарттары және олардың қалыптасу заңдылықтарын анықтайтын көптеген факторлардың ішінде, 36олектор36 36олек бағытаушы орынды алады.

Теңіз толқындары трангрессия мен регрессия тербелгіш қозғалыстарды көрсетеді. Бұндай жағдайда теңіз жағасы орнын ауыстырып отырады. Жағаның орнын ауыстыруымен оның құрамы да ауысады. Регрессия кезінде 37олектор3737ну3737р - 37олект, алевролиттер үстінде орналасса, ал трангрессия кезінде 37олектор3737ну3737р табанында орналасады. Тербелгіш қозғалыстар таяз сулы ортаның пайда болуына әсер 37олек. Оларда тұздар шөгеді. Мысалы: Қара – Бұгаз –Көл лагунасы теңізден бөлектенгендіктен, аридтті климатта тұзды шөгінділер жиналуы жүреді. Құрлықтағы тербелгіш қозғалыстар эрозияның базисін өзгертеді, ол тау жыныстарының құрамын (қабаттарын) өзгертеді.

Геологиялық қималарда бір типті немесе бір – біріне ұқсас тау жыныстардың мерзімділік шөгінді жиналудың бірнеше рет қайталанғыштығы – тербелгіш қозғалыстардың негізгі себептерінің бірі болады.

Тектоника шөгінді жинау жылдамдығына және оның қалындығына өте көп әсер 37олек. Таулы жерлерде конус тәрізді шығысында – қалындығы мен жинау жылдамдығы максималды. Өзен атырауында шөгінді жинау жылдамдығы өте жоғары.

Геосинклиналды аймақтарда шөгінді жинау жылдамдығы жоғары платформалы аймаққа қарағанда. Аймақтың ұзақ бату кезінде өте қалың шөгінділер жиналады (Каспий маңы ойпаты). Рифтің пайда болуы тербелгіш қозғалыстармен байланысты. Рифті құрлыстар Волга – Орал, Тиман – Печер 37олек газ провинцияларында және Каспий маңы ойпатының шет жақтарында өте көп таралған.

Жер бетінің бедерінің әсері.

Континентік жағдайда бедер – механикалық толқындаудың негізгі жолын анықтайды. Таулы жерлерде ірі кесектер, ал тегіс жерлерде ұсақ кесектер қалыптасады. Теңіз және мұхиттарда шөгінділердің мөлшері тұйық бедеріне байланысты. Түптердің төменгі жағында шөгінділер жиналады, ал көтерінкі жағында шөгінділер шайылады да, ол жерлерде ірі кесектер қалады. Бірақ, шөгіндінің қалындығы көтерінкі жерлерде төмен.

Климат әсері.

Гумидті аймақтардағы 38олектор (Гумидті аймақтарда атмосфера суының мөлшері буланудан жоғары болады)

Гумидты аймақтарда теңіздің кесектері жаңа сазды шөгінділердің 38олектор38 – алдымен 38олектор және тотықты жағдайда өтеді. Темір оксиді, гидроксидтер, перманганат окситтері яғни Fe және Mn конкрециялары, глаукониттер, 38олектор3838, цеолиттер қалыптасады.

Шөгінділер төмендеп, 38о жән шөгінділер жапқанда 38олек өзгереді. Оттегі азайып, тотықсыздану өседі, H₂S, CO₂ көбейеді. Бұндай жағдайда темір сульфиттері және сидерит конкрециялары пайда болады. (сидерит - орта шамалы тотықсыздықта пайда болады) Бұл төмен терендіктегі ағзаларға бай жерде болады.

Мұхиттың тереңінде ағза заты төмен болғандықтан тотықсыздану болмайды. Бұндай жағдайда Fe және Mn конкрециялары (оксид жєне гидроксит) аутигенді сазды минералдар пайда болады.

Конкрециялар – коллоидтан пайда болады. Су кеткенде каллоид қоюланып, домаланып қалыптасады. Кальцит пен доломит конкрециялары әртүрлі тотықты және 38олектор жағдайда пайда болады. Кремний конкрециялары қышқыл жағдайда пайда болады. Фосфат конкрециялары 38олектор жағдайда пайда болады.

Аридтік аймақтардағы 38олектор

Арид жағдайында су бассейндері тұздалады. Тұзды көлдер мен лагуналарда 38олектор 38олектор, өте 38олектор, тотықты, бейтарап, не шамалы тотықсыз жағдайда өтеді.

Шөгіндінің минералдары лай ертінділермен реакцияға түсіп, жаңа орнықты минералдар түзеді. Мысалы, седиментогенез сатысында түзелген мирабилит

(Na₂ SO₄10H₂O) 39олектор кезінде астрахранитке (Na₂Mg[SO₄]₂ 4H ₂O), сазды заттар бірте – бірте гидрослюдаға айналады.

Диагенез сатылы процесс, Бірнеше метр терендікте он шақты не бірнеше жүз жылдарда тұзды шөгінділер қалыптасады. Тұзды көлдер, тасты тау жыныстарға айналады. Оның кей жерлерінде ғана кеуекті – қуыстар қалады. Тұзды тау жыныстары: тығыз, 39олек, газ, суды өткізбейтін экран болып 39олекто, Каспий маңы ойпатында (P₂kg) регионалды экран болып 39олекто. Жер 39олекто жақын жерде доломит конкрециясы және 39оле қалыптасады.

Континентті жағдайда майда терригенді материалдар жел әрекетінен тасымалданып орнында құм ғана қалады. Құмды шөгінділер: Қара – құмда ≈ 240мың км²,

Сахарада > 7 млн. км² барады.

Негізгі әдебиеттер: 1 – [46 -60], 2 – [33 – 38], 3 – [180 – 200].

Бақылау сұрақтары:

1. Қандай қозғалыс теңіздің трангрессиясы мен регрессиясына туындайды?

2.Қандай шарттарда қышқылдар конкрециясы мен темір мен марганц гидроқышқылдары түзіледі?

1. Қандай шарттарда темір 39олектор пайда болады?

Дєріс 8.

Катагенез стадиясы

Катагнез деп шөгінді жыныстардың стратисферада өзгеруін айтамыз. Бұл процесс температура мен қысымның жоғарлауына жєне жер асты сулары мен грунт суларыныњ болуына байланысты. Диагенезден айырмашылығы бейорганикалыќ процесс. Тірі организмдер кездеспейді.

Катагенезде шөгінді жыныстар одан әрі тығыздылыды және жаңа минерал түзілуінің әртүрлі процесстері жүреді: жемірілу (коррозия), еру, орын басу, ертіндіге қайта түзілу, кесектердің өзгеруі, қайта кристалдану, т.б. Катагенез сатысының кең тараған минералдары: темір мен ауыр элементтердің сульфидтері (пирит, марказит, сфалерит, т.б.); тотықтар (барит, ангидрит); карбонаттар (кальцит, доломит, сидерит); силикаттар (гидрослюда, каолинит, монтмориллонит, хлориттер, цеолидтер, дала шпаттары, эпидот, сфен) т.б. Катагенезде минералдардың кристалдануы ұзақ уақыт бойы жүреді, сондықтан кристалдары орта – ірі түйірлі агрегаттар, кейде дұрыс пішінді кристалдар болып келеді.

Тығыздану процессі. Тығыздану кезінде үстіңгі қабаттардың қысымы сазды және кесекті жыныстарѓа, цементіне әртүрлі әсер етеді. Салмақтың әсерінен су сорылып шыққан соң, түйірлер бір-біріне жақындайды. Сонда одан әрі салмақтың түйірлерініњ қысымы күшейе береді.

Бұл процесс диагенез кезінде де болады, бірақ жабатын қабаттың жұқалығынан әсері шамалы болады. Катагенезде біріншіден, түйірлі жыныстарды қысымның әсерінен кесектілігінің азайуы, түйірлердің жылжуына байланысты, кеуектік 47,6% дан 25,9% ға дейін азаяды.

Екіншіден, жоғары қысым әсерінен түйірлі жыныстардың кесектілігі одан әрі азайюы түйірлердің уатылуына байланысты.

Үшіншіден, жоғары қысым түйірлердің шектесу жерінде еруіне және бір-біріне енуіне әсер етеді. Еріген зат қуыстарға (крустификация) және түйірлердің беттеріне шөгеді. Осының нәтижесінде (конформная) және (инкорпорационная) ќ±рлымдар қалыптасады.

Сазды минералдар қабыршақты, жапырақты пішінді болғандықтан қысым әрекетінен параллельді бірінің үстіне бірі орналасып тығыздалады. Мұндай тығыздық өте жоғары болады. Сазды аргиллиттердің кесектігі өте төмен болады, сондықтан мұнай, газ, суды өткізбейтін экранды тау жыныстарға жатады.

Сонымен, қысым тау жыныстың тығыздалып, көлемдік салмағының өсуіне су мөлшерінің азаюына әкеледі.

Басқа шөгінді жыныстардың тығыздалуы осы саздар мен кесекті жыныстар сияқты болады. Мысалы, боксит пен мергель сазды жыныстардай тығыздалады, ал сынықты әктастар, туфтар – сынықты құмтастардай тығыздалады.

Шымтезек пен сапропель көмірге айналғанда өте қатты тығыздалады. Мұнда шымтезек тығыздалу механикалық жолмен басталып соңынан дегидратация және ұшпа компонеттердің кетуімен жалғасады.

Сонымен шөгінді жыныстардың тығыздалуы физико-механикалықтан басталып физико- химиялықпен бітеді.

Тығыздалу кейде азаюы, баяйлауы, кейде тоқталуы мүмкін (ол тектоникалық процессіне байланысты, тербелгіш қозғалыс төменге түсу не жоғары көтерілуіне байланысты).

Минерал түзілу процесі.

Катагенез сатысында минерал түзілу процессі термодинамикалық жағыдайға, тау жынысы мен жер асты суының құрамына байланысты. Жер асты суының айналымына және оның құрамына қарай стратисфера қабаты үш зонаға бөлінеді:

1. 200-700м тереңдікке дейін; бұл зонада жер асты суы еркін жүріп, жер үсті суымен алмасып отырады.

2. 1500-2000м тереңдікке дейін, бұл зонада жер асты суы қиыншылықпен жүріп, жер үсті суымен шамалы алмасады.

3. 2000-2500м тереңдікке дейін, бұл зонада жер асты суының айналымы жоқ не өте шамалы және жер үсті суымен алмаспайды (тоқырау сулары).

Бірінші зонада – гидкарбонатты шамалы минералданған сулар.

Екінші зонада – гидрокарбонатты – сульфатты және сульфаттар сулар.

Үшінші зонада – хлорид – сульфатты және хлоридті, жоғары минралданған сулар.

Судың құрамы және минралдығы өзгеруімен ерітіндінің реакциясыда өзгереді.

Бірінші жағдайда тотықты жағдай болады. Екінші, үшінші зонада тереңдікке қарай сілтілік көбейіп тотықтық азаяды.

Катагенез сатысында температура мен қысым көтерілгенде және ерітінді сілтілі жағдайға келгенде алдымен тұрақсыз минералдар ериді: пироксендер, амфиболдар, негізгі плагиоклаз; одан кейін тұрақты минералдар: кварц пен кремнийлі жыныстар, вулканогенді шынылар ериді.

Еріген зат қайта шөгеді не көрші қабаттарға кетеді.

Сонымен бірге слюдалар мен қышқыл плагиоклаздардар гидрослюдаға, кейде монтмориллонитке айналады.

Айтып кеткен процесстер диагенезде басталып катагенезде жалғасады.

Қысым мен температура көбейгенде процесс қарқынды жүреді. Қысым 1000-2000атм., температура 100-200⁰ С дейін көбейгенде кварц пен дала шпаттардың сынық түйірлері жаппай еріп, кремнезем қуыстармен көрші жерлерге кетеді, сазды минералдар гидрослюда мен хлориттерге айналады, карбонаттар кристалл түйірлі түріне айналады. Вулканогенді заттарға байыған шөгінді тау жыныстарда цеолиттер пайда болады.

Катагенез сатысы екі кезеңге бөлінеді, алғашқы және кейінгі:

Алғашқы кезеңде сазды тау жыныстардағы және кесекті тау жыныстардың цементіндегі сазды заттар өзгермеген күйде болады. Төзімсіз минералдар қабат ішінде ериді. әртүрлі карбонаттар пайда болады. Тау жынысының кесектілігі (20-30%) әлі жоғары. Бұл кезеңд шамалы цементтелген тау жыныстар: саздар, құмтастар, ұлутастар, бор, мергелдер, қоңыр көмірлер әлі сақталып қалады. Олардың текстуралары мен структуралары диагенез сатыларынан онша өзгермейді. Процесс 1000м –ден 5000м-ге дейін тереңдікте орын алады, қысым 1000 атм м-ға температура 100-120⁰ С дейін жетеді.

Катагенездің кейінгі кезеңінде кварц, дала шпаттары түйірлері қысымның әсерінен жаппай ериді, сазды заттардың гидрослюдалануы, хлориттенуі, карбонаттардың қайта кристалдануы жүреді. Текстуралары сақталады, бірақ структураларында бейімделу, қайта кристалдану сияқты өзгерістер болады. Осының нәтижесінде саздар аргилиттерге, құмтастар тығыз қатты құмтастарға, бор, мергель пелитоморфты әктастар қайта кристалданады. Бұл процессте температура 200⁰ С ге, қысым 2000 атм-ға дейін көтеріледі.

Метагенез туралы. Катагенез бен метаморфизм арасында шөгінді жыныстардың қалыптасуының тағы бір сатысын метагее деп аталады. Бірақ көпшілік ғалымдар оны аймақтық метаморфизмнің алғашқы сатысына жатқызады. Логвиненко метагенез сатысында екі кезнді бөледі. Бірінші кезеңде температура 200-300⁰ С, қысым 2000-3000 , яғни процесс 7000-8000 м дей тереңдікте орын алады. Мұнда кварцит тәрізді құмтастар, сазды тақтатастар қалыптасады, әктастар мен тас көмірлер шамалы кристалданады. Сазды минералдар гидрослюда мен хлоритке айналады.

Екінші кезеңде температура 300⁰С, қысым 3000 атм-дан астам, яғни процесс 9000-10000м дей тереңдікте орын алады. Бұл кезеңде кварцты-құмтастар, кварциттер, филлит сияқты тақтатастар, мәрмәрленген әктастар, антрациттер, графиттелген антрациттер қалыптасады. Тау жыныстарында серицит, кейде мусковит пайда болады, биотит сынықтары хлорит пен мусковитке айналады. Текстуралары тақтатасты, жолақты болады.

Жоғарыда айтылған сипаттамаға қарағанда метагенез сатысы аймақтық метаморфизмнің жасыл тақтатастар фациясына сәйкес келеді.

Негізгі әдебиеттер: 1 – [62 -70], 2 – [49 – 60], 3 – [287 – 290].

Бақылау сұрақтары:

1. Қандай минералдар катагенез индикаторы болып саналады?

2. Катагенез сатысын анықтау принциптері?

Метагенез стадиясы.

Бұл шөгінді тау жынысының терең өзгеруі, катагенез бен метаморфизге ауысу кезінін ортасы болып табылады. Бұл стадияда екі этапты атап көрсетуге болады.

Бірінші этап - ерте немесе бастапқы 7000 – 8000м тереңдікте, 200 – 300⁰ температурада жєне 2000 –3000 атм қысымда жүреді. Бұл этапта кварцты құмтастар , сазды сланцтар, антрациттер, біртіндеп кристалданған әктастар, қалың тас көмір дамиды. Кеуектілік 2 – 4 % дейін азайады.

Екінші этап - кейінгі катагенез, 9000 – 10000м терендікте, 300⁰ температурада және 3000 атм қысымда жүреді. Бұл этап үшін кварцитті құмтастар, кварциттер, аспидті және филлит тәрізді тақтатастар, метаморфталған әктастар, антрациттер жатады. Жыныстарда жоғарғы температуралы хлорит, сирицит, кейде мусковит пайда болады. Құрлымы метаморфты жыныстарға тән құрлым пайда болады: тақтатасты, линзатәрізді, жолақты. Минералдардың қайта пайда болу процессінде: биотит хлоритке ауысады, плагиоклаз альбитке, эпидот цоизитке ауысады. Минералдар аты жасылтасты фациядағы аймақтық метаморфизмге дәлме - дәл келеді. Серицит пен хлорит көбейген кезде, филиттер пайда болады. Бұл метаморфизм жыныстары.

Шөгінді тау жыныстардың пайда болуындағы жалпы ескертулер, түзілім жиналу периодтары.

Шөгінді жыныстар әртүрлі физико –географиялық шарттарда пайда болады. Олардың ішінде ең басты орынды климат пен рельеф алады. Бұл әкелінген материалдардың саны мен сапасын анықтайды. Алайда, шөгінді тау жыныстардың пайда болуының жалпыміні – бұл жер қыртысның тербелмелі қозғалыс режимі.

Тербелмелі қозғалыстар ұзақ уақыт бойы жер қыртысның бір бөлігінің көтерілуі мен бір бөлігінің төмен түсуіне, негізгі жылжу және шөгінді жиналу аудандарының қалыптасуына әкеледі.

Каспий маңы ойпатында ұзақ уақыт бойы төмен түсу жүрген, сондықтан шөгінді қалың қабаты қалыптасқан. Көтерілу кезінде шайылу жүрсе, төмен түсу кезінде жиналу жүреді. Сондайақ теңіздік трангрессия және регрессия да шөгінді жиналудың периодта ауысуын көрсетеді. Регрессиялық шөгінділер әрине аз қалындықта, тұзды шөгінділер мен жєне конгломераттардың жоқтығымен сипатталған болса, трангрессиялық шөгінділерінде барынша теңіз шөгінділері, конгломераттар, полимикті құмтастар кездеседі.

Шөгінді жиналудың аз және үлкен периодтары болып бөлінеді. Үлкен периодтары Жер тарихының дамуымен байланысты. Соның ішінде каледон, герцин және альпі қатпарлылығымен байланысты. Бұл периодта қатпар түзілу, бірнеше рет қалың сазды, карбонатты, флишті, көмірлі, қызыл түсті жынысты қабаттардың қалыптасуы пайда болған. Кіші периодта шөгінді жиналу ритмикалық тектоникалық қозғалыспен байланысты.

Шөгінді жыныстардың пайда болуының периодталуы жалпы шарттары мен пайда болуының өзгеруімен қарастырылады. Сондықтан әр түрлі жастағы шөгінді жыныстар бірі – бірінен айырмашылығы байқалады.

Негізгі әдебиеттер: 1 - [62 -70], 2 - [49 - 60], 3 - [287 - 290].

Бақылау сұрақтары:

1. Метагенез этаптары?

2. Шөгінді жыныстар пайда болуындағы жалпы себептері қандай?

3. Шөгінді жиналу периодтарының негізгі себептері?

Дәріс 9.

Үлкен терендіктегі мұнай және газ жинауыштары.

4 км терендіктегі ұңғыны терең ұңғыма деп атасақ, 6км - өте терең ұңғыма деп аталады. Неғұрлым тереңдік артқан сайын, соғұрлам тау жыныстардыңњ кеуектілігі мен өткізгіштігі біртіндеп азайа түсетіні және тығыздығы ұлғайа түсетіні бізге мәлім. Сонда да кей жерлерде біраз аутқуы байқалады. Мысалға, Аралсор ұңғысында СГ – 4132 – 4136м терендікте ашық кеуектілік 9,7% - ға барады. Сонымен қатар жоѓары кеуектілік Каспий алды ойпатында да байқалады.

Бұндай өзгешілікті ғылыми және тәжрибелік тұрғыдан кеуектілігі жоғары тау жынысытарды қалың қабатты су өткізбейтін тау жыныстар жауып қалу есебінен - деп түсіндіреді. Бұндай тау жыныстар кеуекті жыныстардың кеуектілігі азайуын, өзінің жоғары жылу өткізгіштік қассиеті арқасында, кеуекті қабаттың кеуектілігін азайуына әкеледі. Сол сияқты тұздар. Тұзды қабаттар жер қойнауының жылуын алыстатады. Бұл химиялық реакция ағымын және минералдық жаңа түзлімнің бөлінуін тоқтатады.

Карбонатты тау жыныстардағы екінші ретті кеуектіліктің қалыптасуы.

Карбонаты тау жыныстарда катагенез процессінің арқасында , екінші ретті кеуектілік пайда болады. Қуыстар сілтілену арқасында үлкейеді, толық немесе біртіндеп органикалық қалдықтардың еруі, негізгі карбонатты субстраттың қайта кристалдануы, сонымен қатар әртүрлі ашылымда жарылымдардың пайда болуы. бұндай жыныстарда атап көрсетіледі: пішінаралық қуыстар, негізделген органикалық қалдықтың қалыптасқан пішініндегі қуыстар, еру мен негізделу нәтижесінде ажырап қалған қуыстар. Негізделу процессіне ұшраған тау жыныстар барынша көбірек коллекторлық қассиетке ие болады. Кеуектілік 15 - 22% барады, өткізгіштік 20 – 80 мД барады. Коллекторлық қасиетке кері әсердің ќалыптасуына, катагенетикалық қайта өңделу қасиеті әсер етеді. Бұл екінші ретті минералдануға байланысты: кальцителіну, доломиттеліну, тасқа айналу, қуыста сульфатизациясы, және ашық жарылымдар. Доломиттеліну процесінде кейде майда жарылымдарда пайда болады.