Литология шпоры

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1. Галогенез — понятие. Обстановка развития. Основные этапы солеотложения. Соли, их минеральный состав.

Галогенез процессы формирования испарением рассолов в поверхностных бассейнах аридной зоны, осаждения из них и образования отложений легкорастворимых солей. Выделяют две стадии Г.; длительную подготовительную, когда происходит накопление основных запасов концентрированных рассолов, и короткую, в течение которой из этих рассолов формируются осадки легкорастворимых солей. Различают три основных химических типа Г. —

карбонатный (содовый), сульфатный и хлоридный, отличающихся набором минералов и характерных микроэлементов.

По генезису питающих вод Г. подразделяют на континентальный и морской. Необходимыми условиями для развития Г. являются: аридный климат; возможность интенсивного питания бассейнов (например, морской водой), но без обратного стока сконцентрированных рассолов; постоянный и неравномерный прогиб территории, где происходит солеотложение. В результате процесса Г. формируются не только отложения солей, но и основные запасы высококонцентрированных рассолов в недрах Земли. Галогенные породы, осадочные породы, возникающие путём кристаллизации из растворов в процессе галогенеза. Главные составляющие Г. п. — одна или несколько легкорастворимых солей с примесью аутигенных труднорастворимых минералов (карбонатов и др.) и снесённого терригенного материала. К Г. п. относятся галитовые породы, состоящие из галита, сильвинитовые породы, в которых наряду с галитом присутствует сильвин, а также карналлитовые (карналлит, галит), гипсовые (гипс), астраханитовые (астраханит, галит), содовые (сода, мирабилит, иногда галит), полиминеральные (лангбейнит, каинит, кизерит,

сильвин, галит, полигалит) и др. Г. п. отличаются малой устойчивостью к воздействию внешних агентов, прежде всего воды, и легко растворяются и разрушаются. Г. п. иногда называют также соляными породами, эвапоритами. Солями называют химические осадочные породы, состоящие из легко растворимых, почти исключительно галоидных и сульфатных минералов. Вследствие своей растворимости, эти породы выпадают из растворов, в отличие от рассмотренных выше пород, не в результате концентрации в телах организмов и не под влиянием незначительных колебаний условий внешней среды (температуры, величины рН, кислородного потенциала и т. д.), но исключительно при выпаривании и сильной концентрации растворов природных вод, почему они и получили в англо-американской литературе удачное название эвапоритов (т. е. отлагающихся при выпаривании).Среди солей существенное значение по объему слагаемых ими толщ имеют лишь гипс (CaSO4*2H2О), ангидрит (CaSO4), галитит или каменная соль (NaCl), сильвин (КСI), сильвинит (KCI + NaCl.

По минеральному составу соли обычно отличаются большой чистотой. Механические аллотигенные глинистые и алевритовые примеси в них обычно незначительны. Как наличие песчано-глинистых прослоев среди солей, так и наличие прослоев соли среди песчано-

глинистых пород не представляет редкого явления в соленосных толщах. Обычная чистота солей обусловливается прежде всего отложением в сухом климате при отсутствии значительных рек, способных приносить терригенный материал, затем отложением в довольно значительном отдалении от дислоцированных областей и, наконец, отложением в результате химического, почти лабораторного выпаривания в огромных естественных резервуарах, постепенно сужавшихся и опоясывавшихся кольцом химических осадков, отделявшим их от источников обломочного материала. Для того, чтобы возникли большие скопления солей, необходимы два условия: 1) наличие обширных областей с засушливым климатом, обычно жарким, и 2) соответствующая географическая обстановка, т. е. существование расположенных в областях такого климата морей, лишившихся свободного сообщения с океаном. Для накопления мощных толщ, кроме того, требуется опускание впадин, где идет образование солей. Выпадение солей

из выпаривающегося раствора совершается, конечно, не беспорядочно, а в точно определенной последовательности:

Fe2O3 — СаСОз — CaSO4 — NaCl — MgSO4 — MgCI2 — NaBr — KCI. Выпадение (прежде всего Fe2O3 и СаСОз) началось лишь после того, как объем воды уменьшился примерно наполовину, выпадение NaCI, a затем и других легко растворимых солей — после того, как объем

раствора достиг около 1/10 первоначального объема.

2. Структуры осадочных пород - определение. Главные группы. По каким признакам подразделяется каждая из них?

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Под структурой, понимают особенности ее строения гор п, определяемые размерами, формой, степенью однородности обломочных и хемогенных компонентов, а также количеством, размером и степенью сохранности органических остатков.

Для пород обломочных величина зерен имеет решающее значение. Для пород обломочных и глинистых пород выделяют структуры:

псефитовую (грубообломочную) с частицами размером более 2 мм в диаметре, псаммитовую (песчаную) с размерами частиц от 2 до 0,05 мм, алевритовую (пылеватую) с частицами размером от 0,05 до 0,005 мм пелитовую. с размерами частиц менее 0,005 мм.

Структуры для химических и биохимических

-разъедания

-органогенно-детривая

-идиоморфнозернистая

-аллотриоморфнозернистая

-кристаллическая

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

3.Глинистые коры выветривания. Условия формирования, мощности. Зональность (на гранитном субстрате).

4.Катагенез. В каких условиях развивается? Чем выражаются катагенетические превращения?

КАТАГЕНЕЗ.

Встадию катагенеза 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, ЕH 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. Катагенез совокупность природных процессов изменения осадочных горных пород после их возникновения из осадков в результате диагенеза и до превращения в метаморфические породы. Главными факторами Катагенеза являются: температура, достигающая на глубине 8—12 км, на границе с зоной метаморфизма, 300—350 °С; давление, которое на этих глубинах доходит до 180—290 Мн/м2 (1800—2900 ат), и

поровые воды (растворы), взаимодействующие с пропитанными ими породами.

Важным следствием Катагенез является уплотнение пород, протекающее сначала без, а затем с нарушением их структуры. Выжимается и удаляется вся свободная, а затем и связанная вода. Минеральный состав терригенных пород претерпевает усиливающиеся с глубиной и возрастом изменения — одни минералы растворяются, другие отлагаются. Широко развито регенерационное обрастание зёрен кварца, хлоритизация, альбитизация, цеолитизация. Возникают новые текстуры.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

5. Химическое выветривание. В чем оно выражается? Какие химические и структурные превращения происходят в ряду мусковит — гидромусковит- каолинит.

Х и м и ч е с к о е в ы в е т р и в а н и е . Главным агентом химического выветривания является вода. Благодаря диссоциации вода всегда содержит некоторое количество ионов Н+ и ОН-, в за-

висимости от концентрации которых она обладает кислотными или щелочными свойствами. Мерой кислотности или щелочности служит величина рН. Величина рН представляет собой логарифмический показатель концентрации водородных ионов, взятый с обратным знаком: рН =

—lg Н+. Величина рН возрастает с уменьшением концентрации водородных ионов и уменьшается с

возрастанием концентрации водородных ионов. При рН > 7 реакция воды щелочная, рН<7 — кислая и при рН = 7 — нейтральная. Величина рН определяет химическую активность воды.

Действие воды на минералы происходит тремя путями: растворение, гидратация — вытеснение ионами Н+ оснований из силикатов и других минералов, гидролиз — полный распад мине-

ралов.

Вторым важным фактором химического выветривания является кислород воздуха и кислород, растворенный в воде.

Воздействие кислорода на минералы называют окислением.

Третьим важным агентом выветривания является свободная углекислота. Свободная углекислота, соединяясь с.водой, образует угольную кислоту. Благодаря диссоциации угольной кислоты повышается кислотность среды (Н+ и НСО3-). Содержание углекислоты в воздухе

равно 0,03%, в воде ее содержится в десятки и сотни раз больше. Присутствие углекислоты снижает значение рН.

Источником углекислоты являются жизнедеятельность организмов, разложение органических остатков и карбонатов и вулканическая деятельность. Особенно много углекислоты в болотных водах и торфяниках.

И, наконец, большое значение для процессов химического выветривания имеет наличие в природных водах различных кислот: гуминовой, серной и др. Присутствие кислот значительно увеличивает интенсивность процессов химического выветривания.

Химическое выветривание приводит к изменению минералов глубинных зон Земли, возникших в условиях высокого давления и высокой температуры, и превращению их в минералы, устойчивые на земной поверхности. В большинстве случаев при химическом выветривании происходит изменение более сложных соединений и возникновение более простых (вынос катионов, изменение решетки) , окисление и гидратация (переход закисных соединений в окисные, безводных в водные), а также полный распад — гидролиз минералов. При процессах химического выветривания большое количество вещества переходит в коллоидные и истинные растворы.

Мусковит — гидромусковит- каолинит

(мусковит) 4KAI2[AISi3010](OH)2+CO2+8H20 → (каолинит) 3AI4[Si4O10](OH)8+2K2CO3

Процессы химического выветривания:

1.Окисление

химическое изменение породы, сопровождающееся введением в её состав кислорода. Реакции окисления протекают обычно с образованием оксидов.

2.Гидратация

поглощение минералами воды.

3.Растворение

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

происходит под действием воды, стекающей по поверхности выхода горной породы или просачивающейся через её трещины и поры. При этом она избирательно выносит (выщелачивает) из породы только некоторые вещества. Этот процесс ускоряется за счет высокой концентрации ионов H2, а также содержания О2, СО2 и органических кислот.

4.Гидролиз

это процесс разрушения кристаллической структуры под действием воды и растворенных в ней ионов. В результате образуется новая структура, существенно отличающаяся от первоначальной.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

7.Структуры биогенных пород. Минеральный состав биогенных пород.

Осадочные горные породы органогенного генезиса имеют органогенную структуру.

В этих породах большое значение имеет форма составных частей, которая обусловливается характером организмов. Среди пород этой группы различают структуры: криноидные, коралловые, пелециподовые, мшанковые, фораминиферовые, водорослевые, смешанные и т. д.

При хорошей сохранности органических остатков структура целиком определяется характером организмов. Такие структуры называют цельнораковинные. По рAзмеру

компонентов они могут быть очень различными в зависимости от организмов — от очень крупных (например кораллы) до мельчайших (например диатомеи).

От биоморфных ясно отличаются структуры, сложенные обломками скелетов тех же организмов. Их можно назвать органогенно-детритусовыми.

8. Вулканический тип литогенеза; характеристика, распространение на поверхности Земли. Роль баланса осадочного вещества.

Вулканогенно-осадочные породы, состоят из вулканического и осадочного материала, который может быть твёрдым обломочным, возникающим при взрывных извержениях вулканов, и химическим (растворённым в воде). Обломочный или пирокластический материал (продукты раздробления жидкой лавы, твёрдых вулканических и других пород) слагает рыхлые накопления глыб, вулканических бомб лапилли, вулканический песок и вулканический пепел. При их цементации на месте выпадения или в переотложенном состоянии возникают, как правило, чистые, чаще всего однородные по составу В.-о. п. — вулканические туфы, содержащие лишь небольшую

(например, не более 10%) примесь осадочного вещества. При большем смешивании, которому способствует и более длительное переотложение материала, образуются туффиты и обычные осадочные породы с незначительной примесью туфового компонента. Обломочные В.-о. п. по

размеру обломков подразделяются на грубообломочные (больше 10 мм), крупнообломочные (2— 10 мм), среднеобломочные (0,1—2 мм), мелкообломочные (0,01—0,1 мм) и тонкообломочные (меньше 0,01 мм). Они различаются также по минеральному составу, прежде всего по составу вулканического компонента. Материал горячих источников и жидких продуктов извержений при осаждении в морях или на суше образует хемогенные В.-о. п., примерами которых служат многие

яшмы, некоторые руды железа, марганца, фосфориты и др.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

9. Как действует механизм физической дифференциации осадочного вещества, к образованию каких групп пород он приводит?

механическая дифференциация происходит в процессе транспортировки и осаждения обломков минералов, горных пород, ске-

летных остатков организмов и отмерших остатков растений в зависимости от их размера, формы и плотности.

10. Гумидный тип литогенеза, его характеристика. Какие генетические типы пород при этом возникают?

Гумидным называется «породообразование в условиях влажных климатов, отличающихся преобладанием метеорных осадков над испарением и с температурами, разрешащими существование воды в жидкой фазе, по крайней мере в теченние теплой части года. Тропический, субтропический, умеренный и холодный влажный климаты являются разновидностями гумидного климатического режима». Располагаются гумидные зоны широкими полосами в северном и южном полушарии и занимают на современной суше наибольшее пространство. Гумидное осадкообразование отличается от ледового большей сложностью и разнообразием. Кроме чисто механических процессов, в нем участвуют химические и биологические процессы. Основной перенос осадочного материала осуществляется реками. При этом вещество мигрирует в виде растворов, в виде взвесей и волочением. Осаждение происходит либо по пути переноса, либо в принимающих водоемах: озерах и морях. Большая часть выносится в моря. Среди континентальных осадков гумидной зоны преобладают обломочные породы, хотя весьма типичны торфяники, присутствуют карбонатные и сапропелевые илы. Для гумидного литогенеза характерны также высокие концентрации ряда элементов: железа, марганца, алюминия. Рудообразование происходит в коре выветривания, на путях переноса (россыпи), в озерах.

Гумидный тип литогенеза характеризуется тем, что осадочный материал образуется не только в результате механического выветривания, но и за счет химического разложения и жизнедеятельности организмов. Поскольку гумидный тип литогенеза осуществляется в различных климатических обстановках (тропической, субтропической, умеренной и даже холодной), то осадки в каждом конкретном случае имеют свои специфические особенности, влияющие на облик образующихся из них пород.

В условиях тропического и субтропического климатов при равнинном рельефе интенсивно протекает химическое выветривание пород, в холодном климате этот процесс сильно тормозится, но при наличии резко расчлененного рельефа могут интенсивно развиться процессы механического выветривания. В итоге в область осадконакопления поступает обломочный материал, органические остатки, растворенные компоненты и коллоиды, которые, при изменении геохимической и термобарической обстановок, а также вследствие биохимической активности организмов могут перейти в осадок. Многообразие обстановок в областях гумидного литогенеза предопределяет наличие здесь широкого комплекса осадочных пород — песчаных, алевритовых, глинистых, карбонатных, бокситов, диатомитов, углей и др.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

11. Как действует механизм химической дифференциации осадочного вещества? К образованию каких пород она приводит?

Химическая дифференциация совокупность геохимических процессов, происходящих в гидросфере, приводящих к

избирательному переходу растворенных веществ в твердую фазу в зависимости от изменения температуры, давления и др.

12. Диагенез. Характеристика. Диагенетические минералы, причины их возникновения. ДИАГЕНЕЗ.

Осадок, накопившийся на дне водоема или на поверхности суши, обычно представляет собой неравновесную систему, состоящую из твердой, жидкой и газовой фаз. Между составными частями осадка начинается физико-химическое взаимодействие. Активное участие в

преобразовании осадков принимают обитающие в иле организмы.

Во время диагенеза происходит уплотнение осадка под тяжестью образующихся выше него слоев, 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.

Превращение осадка в породу. Диагенез

Отложением осадка не заканчивается образование осадочной породы. Осадок должен пройти еще через одну фазу своего развития прежде, чем он превратится в нее. Разнообразные частицы, обломочные и выпавшие из раствора, оказавшись вместе в осадке, попадают в новую среду, зачастую очень отличную от той, в которой они выделились из материнской породы при ее выветривании. Здесь нередко снова возникает противоречие между ними и окружающей средой. Эта среда может быть еще богата кислородом и углекислотой, т. е. главными факторами выветривания, а среди выпавших зерен может оказаться достаточное число еще неразложившихся материнских алюмосиликатов. Чаще здесь наблюдается недостаток кислорода, и соединения, окислившиеся во время выветривания или переноса, подвергаются снова восстановлению. Величина рН здесь часто иная. Если осадок отлагается в море, то сама среда является совершенно своеобразной, представляя собой сложный реактив — раствор различных солей, который может, вступать в химическое взаимодействие с осадком. Составные части осадка имеют не только разное происхождение, но и разный состав, и между ними также зачастую начинаются химические реакции. В тот же осадок погружены организмы — маленькие химические лаборатории, непрерывно вырабатывающие новые реактивы (СO2, NНз, H2S) и тем самым резко меняющие химизм среды. После смерти их скелеты и тела, равно как и

тела организмов, живущих в верхних частях воды, скопляются на дне и, разлагаясь, снова становятся очагами химических реакций. Илоядные, иногда кишащие на дне. часто целиком пропускают весь осадок сквозь свой кишечник, раздробляя, перемешивая и меняя его. Среди выпавшего: осадка много гелей. Они постепенно теряют воду, дегидратизируются, даже находясь еще под водой, уплотняются, и кристаллизуются.

Под воздействием перечисленных разнообразных и иногда противоположных факторов, 'меняющихся по мере перекрытия осадка новыми его порциями, он должен изменяться, как и

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

в процессе выветривания, но менее энергично. Одни из слагающих его минералов перекристаллизовываются с растворением маленьких кристаллов и ростом больших; другие переходят в более устойчивые разности; третьи растворяются или разлагаются, а вместо них возникают новые минералы. Закисные соединения переходят в окисные, а при перемене условий

— снова в закисные. Осадок твердеет вследствие: 1) дегидратации и «старения коллоидов», 2) перекристаллизации и 3) выделения в порах новых веществ, цементирующих его целиком или отдельные его участки, что: ведет к образованию конкреций. Цементация, впрочем, отнюдь не является непременным результатом диагенеза. Известны породы очень древние, оставшиеся совершенно рыхлыми, тогда как в некоторых условиях осадок, выпадая, сразу образует твердые слои (Бермудские острова, Бразилия, глубоководные твердые «корки»).

Из сказанного видно также, что осадочная порода представляет собой не нечто однородное, а сложное единство, построенное из разнородных и разновременных составных частей. В ней могут присутствовать; 1) реликтовые (обломочные) минералы, неизмененные обломки материнской породы, например, кварц, циркон, турмалин кристаллических пород; 2) минералы — непосредственные продукты разложения первичных минералов: группа глин, слюд, хлоритов и др.; 3) чистые новообразования, среди которых можно различить: а) новообразования сингенетические— продукты первичного диагенеза (фосфориты, пирит, глауконит и др.), б) новообразования эпигенетические — продукты диагенеза породы (пирит, кварц).

Понятно, что один и тот же минерал мыслим часто и как реликтовый, и как продукт разложения, и как новообразование, сингенетическое и эпигенетическое. Таков, например, кварц, который может оказаться во всех категориях.

Не установив происхождения составных элементов породы, их возникновения в тот или иной этап ее жизни, нельзя правильно, ее определить и, тем более, ее понять, а следовательно, и использовать для научных выводов и для поисков полезных ископаемых.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

15. Генетическая классификация осадочных пород. По какому признаку классифицируются осадочные породы М.С. Швецовым? Какие классы осадочных пород при этом выделяются?

КЛАССИФИКАЦИЯ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД.

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 путем. Так, известняки, могут быть химического, биогенного или обломочного происхождения. Это обстоятельство вызывает существенные трудности при систематизации осадочных пород. Единой схемы их классификации пока не существует.

Различные классификации осадочных пород были предложены Ж.Лаппараном (1923 г.), В.П.Батуриным (1932 г.), М.С.Швецовым (1934 г.) Л.В.Пустоваловым (1940 г.), В.И.Лучицким (1948 г.), Г.И.Теодоровичем (1948 г.), В.М.Страховым (1960 г.), и другими исследователями.

Однако для простоты изучения применяется сравнительно простая классификация, в основе которой лежит генезис (условия образования) осадочных пород. Согласно ей породы этого класса подразделяются на обломочные, хемогенные, органогенные и смешанные.

16. Осадочная горная порода - определение. Формы геологических тел осадочных пород.

Осадочная порода- ассоциации минералов, органических веществ, минеральных соединений,

образовавшихся в верхней части литосферы. Зона осадконакопления – поверхностная часть литосферы, где действуют различные процессы осадконакопления. Многие осадочные минералы растут в течении суток, иногда даже часов.

Особенности осадочных пород то, что они образуются в условиях «открытой системы», где влияет множество факторов. Еще одна специфика – сначала образуется осадок – водонасыщенная система, которая находится в открытой системе – интенсивно действует кислород. Еще не сформировалась структура.

Осадочными горными породами называются 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 трех процессов одновременно.

Более трёх четвертей площади материков покрыто осадочными породами, поэтому с ними наиболее часто приходится иметь дело при геологических работах. Кроме того, с осадочными породами связана подавляющая часть разрабатываемых месторождений полезных ископаемых, в том числе нефти и газа. В них хорошо сохранились остатки вымерших организмов, по которым можно проследить историю развития Земли.

Осадочные горные породы, горные породы, возникшие путём осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников на поверхности суши, в морских и океанических бассейнах. Осаждение может происходить механическим путём (под влиянием силы тяжести и изменения динамики среды), химическим (из водных растворов при достижении ими концентраций насыщения и в результате обменных реакций), а также биогенным (под влиянием жизнедеятельности организмов). В зависимости от характера осаждения О. г. п. разделяются на обломочные, химические и биогенные.

Источником вещества для образования О. г. п. являются: продукты выветривания магматических, метаморфических и более древних осадочных пород, слагающих земную кору; растворённые в природных водах компоненты; газы атмосферы; продукты, 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, кристаллы магнетита и т.п.). Кроме того, в составе О. г. п., как