Условие образования минералов и горных пород

Образование минералов вблизи поверхности Земли и на ее поверхности происходит при участии воды, кислорода воздуха, углекислоты и при воздействии микроорганизмов. Среди минералов, образованных в этих условиях различают осадочные (возникают в процессе осаждения солей и других соединений в водных бассейнах), биогенные (в результате жизнедеятельности организмов и раздражения ограничено вещества). Накапливавшиеся в понижениях рельефа или на дне водных бассейнов рыхлые осадки, состоящие из отдельных кристаллов минералов и частиц (обломков ранее существовавших горных пород) в результате физико-химических процессов, происходящих осадков в течении многих сотен тысяч лет, видоизменяются и становятся горными породами, процесс превращения в горные породы называется диагенез (греческое слово переводится как «перерождение»). Поэтому горные породы, образованные таким путём, называют осадочными горными породами. Осадки образуются так же на поверхности Земли при разрушении магматических или метаморфических ГП экзогенными факторами: солнце, мороз, вода и ветер; и это самая первая стадия литогенеза называется седиментогенез.

После накопления слоя любого осадка и перекрывания этого слоя новой толщей осадков (более молодых, накопившихся позже) в нижней части осадка меняются условия: аэробные микроорганизмы замещаются анаэробными (восстановительная среда), жизнедеятельность которых сопровождается процессами: цементации, кристаллизации; уплотнения подвесом вышележащих осадков. В итоге изменения условий нахождения осадка приводит к новым физико-химическим образованиям в нем, что проявляется литификации осадков (окаменение) и переходе осадка в горную породу. Тогда осадок-песок на стадии диагенеза становится горной породой: песчаник; глинистый ил - горная порода; карбонатный ил - кальцит, доломит и мергель (в зависимости от химического состава).

Диагенеза - как вторая стадия литогенеза происходит в условиях когда внешняя температура не превышает +50С; постоянное длительное устойчивое погружение горных пород, образовавшихся на стадии диагенеза, на глубины где температуры превышают +60С, они попадают в зону катагенеза - третьей подстадии литогенеза, на которой происходят уже другие процессы образования горной породы. Испытывая огромное давление и высокие температуры (до 250С), в породах особенно глинистых, содержащих рассеянное органическое вещество происходят следующие преобразования:

Кристаллическая решётка глинистого минерала монтмориллонит в интервале температур 60-110С дегидратируется, то есть из неё в свободное состояние выходит химически связанная кристаллизационная вода, которую называют «возрождённой». При этом минеральная часть глин уплотняется и монтмориллонит переходит в гидрослюду.

На стадии седиментогенеза в процессе накопления соответствующих осадков: песков (на суше), в континентальных условиях и глинистых и карбонатных илов (на дне озёр, морей и океанов), в субаквальных обстановках осадка накопления попадает отмершее органическое вещество различного происхождения. На суше это гумусовые ОВ растительного происхождения (лепнин-целлюлоза), а в морских бассейнах это сапропелевые ОВ (белково - липидный состав).

При взаимодействии гумусового ОВ с атмосферой, оно практических окисляется до газообразных соединений: CO2, H2O и др., и поэтому в песках захороняется не более одного процента ОВ от его первоначальной массы. В субаквальных условиях в присутствии анаэробных микроорганизмов и отсутствии кислорода воздуха окисление ОВ не происходит, а в результате процессов брожения сохраняется до 99% исходного ОВ. И это ОВ, рассеиваясь по осадку, называется рассеянным ОВ (РОВ). РОВ - источник нефтяных и газообразных углеводородов. Глинистая порода (карбонатная) со содержанием РОВ от 0.3% и выше (в породах Баженовской свиты Западной Сибири содержится до 27%) называются нефтегазоматеринскими. Эти породы образуются на стадии диагенеза в субаквальных фациях (обстановка осадка накопления), на стадии катагенеза при благоприятных условиях она реализует свой нефтегазоматеринский потенциал.

Горные породы, оказавшись на глубинах с температурами выше 250С, попадают в зону метагенеза (метаморфизма) и здесь под влиянием высоких температур и давлений породы не кристаллического строения становятся кристаллическими, происходят процессы вторичного минералообразования (хим. и физ. процессы) и осадочные горные породы становятся метаморфическими горными породами:

1. Песчаник - кварцит

2. Глина - сланец

3. Карбонатные - мраморы

Метаморфические горные породы, погружаясь на глубины залегания мантии при температурах выше 1600С расплавляются, формируя мантийное вещество. Появляется в мантии очаги магматических расплавов, что способствует их последующему перемещению магматических масс в толщу земной коры. В результаты внедрения магмы в земную кору или излиянии ее на поверхность Земли и застывание в виде тел различной величины и формы называется магматизмом; а извержение на дневную поверхность горных пород - эффузивы, а застывшие в недрах Земли - энтрузивы, называют магматическими горными породами. Поэтому многообразие хим. физ. и геологических процессов обусловило такое многообразие минералов и горных пород на нашей планете.

Литогенез представляет собой совокупность процессов образования и преобразования горных пород.

Минералы представляют собой природные химические соединения или элементы, являющие составной частью горных пород из более чем 2000 минералов, известных в мире, существенную роль играют всего 25, и их называют породообразующими минералами. Минералы в твёрдом виде кварц, слюда; реже в жидком - ртуть; газы - серодовород. Минералы могут быть кристаллическими или аморфными; для них характерно не порядочное расположение, а для кристаллическим строго определенный. По хим. составу все минералы подразделяют на классы: сульфиды (соли сероводородной кислоты) 0.25% массы земной коры, галоиды (соли галоидоводородных пород), сульфаты 0.1% массы, карбонаты 1.7%, фосфаты 0.7%, селикаты 75%.