Литология шпоры

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

34

37.Какие осадочные породы являются полезными ископаемыми? Где они используются?

38.Литология. Краткая история возникновения науки. Ее цели и задачи.

Литология (от лито... - от греч. líthos — камень и ...логия- от греч. lógos — слово, учение), наука о современных осадках и осадочных породах, их составе, строении,

происхождении и закономерностях пространственного размещения. Многие осадочные горные породы являются полезными ископаемыми. Это руды железа, марганца, алюминия (бокситы), фосфора (фосфориты), стронция, никеля; торф, бурые и каменные угли, графит, горючие сланцы; пески — россыпи золота, платины, олова, титана, алмазов и др. ценных минералов; пески кварцевые, стекольные, формовочные и строительные, глины огнеупорные, кирпичные и бентонитовые, адсорбенты, цементное сырьё, гипс, природные соли. Кроме того, осадочные породы вмещают залежи нефти и горючего газа, руды меди, свинца, цинка, ртути, артезианские воды — питьевые, минеральные лечебные, рассолы. Изучение осадочных пород позволяет судить об их устойчивости как оснований для зданий и др. сооружений. В современных осадках на дне морей и океанов содержатся россыпи ценных минералов, руды марганца, никеля и фосфора, залежи нефти и газа.

Л. как одна из отраслей геологии обособилась в конце 19 — начале 20 вв. в результате стратиграфических и палеогеографических исследований, сопровождавшихся изучением вещественного состава осадочных пород и связанных с ними полезных ископаемых. Большое значение для обособления Л. имели материалы, полученные английской океанографической экспедицией на судне «Челленджер» (американский учёный Дж. Меррей, бельгиец А. Ренар, 1891), а также исследования немецкого геолога И. Вальтера (1893—94), посвященные вопросам осадочного породообразования. Благодаря работам

русских (П. А. Земятченский, Я. В. Самойлов, В. Н. Чирвинский, А. П. Карпинский, А. П. Павлов и др.) и зарубежных (английский учёный Г. Сорби, американский — Дж. Баррелл, французский — Л. Кайё, В. Воган, немецкий — Г. Потонье и др.) учёных Л. в 1910-е гг.

оформилась в качестве самостоятельной науки. Большой вклад в её дальнейшее развитие внесли советские (Л. Д. Архангельский, А. Н. Заварицкий, Д. В. Наливкин, М. С. Швецов, В. П. Батурин, Л. В. Пустовалов, Н. М. Страхов, Л. Б. Рухин и др.) и зарубежные (американцы — У. Твенхофел, У. Крумбейн, Ф. Петтиджон и др.) учёные. Особенно интенсивное развитие Л. началось в СССР после 1-го литологического совещания (1952),

на котором были обсуждены достижения Л. за весь про шедший период и намечена программа дальнейших исследований.

Современная Л. тесно соприкасается со стратиграфией, тектоникой, палеогеографией, геохимией, палеонтологией, климатологией, а также с циклом физико-химических и

математических наук. Главная задача Л. заключается в выявлении закономерностей распределения различных типов осадочных пород и полезных ископаемых в общем ходе процессов породообразования на протяжении геологической истории Земли. Основным путем решения этой задачи является генетический (фациальный) анализ осадочных пород, их естественных парагенетических сочетаний — осадочных формаций, палеогеографических обстановок их накопления. Существенные успехи, достигнутые советскими учёными в этом направлении, нашли свое выражение в ряде атласов литолого-

палеогеографических карт, составленных как для СССР в целом, так и для отдельных его регионов (1960—72). Подготовлены такие атласы и для ряда зарубежных территорий. Их значение состоит в том, что они дают общий прогноз размещения многих видов полезных ископаемых, связанных с осадочными породами. Одна из важнейших задач Л. — разработка теории литогенеза. В создании этой теории ведущая роль принадлежит

советскому учёному Н. М. Страхову, разработавшему (1956—1963) учение о четырёх

34

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

35

основных типах литогенеза (ледовом, гумидном, аридном и вулканогенно-осадочном) и

их эволюции в истории Земли. Важное значение для развития теоретических представлений об осадочном процессе в целом имело изучение кор выветривания (И, И. Гинзбург и др.), условий образования и закономерностей размещения месторождений осадочных ископаемых. Весьма широко Л. изучает современные осадки и условия их образования как на суше, так и на морском дне (П. Л. Безруков, А. П. Лисицын). Наибольшее число работ по Л. посвящено исследованию вещественного состава, структур и текстур осадочных пород, закономерностей их размещения и изменений в конкретных регионах. Относительно новое направление Л. — изучение древних (докембрийских) глубоко метаморфизованных осадочных пород (А. В. Сидоренко и др.). Эти породы сохраняют некоторые первичноосадочные черты, и их выявление позволяет восстановить условия древнего осадконакопления для выяснения закономерностей истории развития земной коры в докембрии и связанного с ними рудообразования. Выявление вторичных изменений осадочных пород при погружении их в более глубокие горизонты литосферы с помощью т. н. стадиального анализа — одна из актуальных задач Л. В 60—70-х гг. 20 в. широко развернулось изучение Л. вулканогенно-осадочных пород, распространённых

главным образом в геосинклинальных областях (Г. С. Дзоценидзе, И. В. Хворова и др.). Выяснение роли вулканогенно-осадочного литогенеза в общем породообразовании —

также одна из основных задач Л.

Методы исследования в Л. разнообразны. Среди них выделяют: методы полевых исследований, лабораторные методы и методы обобщения материалов. Литологические полевые работы характеризуются более детальным описанием состава и строения осадочных пород, тщательными наблюдениями за органическими остатками, их

сохранностью, замещением др. минералами, распределением, количественными соотношениями и условиями захоронения. Проводятся определения состава и др. свойств осадочных пород в буровых скважинах на основании выявления физических параметров пород разреза (например, каротажные диаграммы).

Лабораторные работы включают аналитические исследования и эксперимент: моделирование и исследование физико-химических условий среды осадкообразования.

Одним из основных лабораторных методов является микроскопический с использованием применяемого с 19 в. поляризационного микроскопа. Для определения минерального состава породы в зёрнах применяется иммерсионный метод, основанный также на оптических свойствах минералов. Для разделения зёрен рыхлых пород по гранулометрическому составу используется гранулометрический анализ. Термический анализ позволяет определять поведение минералов, слагающих некоторые осадочные породы, при нагревании до 1000°С и выше; наблюдаемые при этом изменения дают возможность судить о составе этих пород. Для исследования тонкодисперсных (глинистых, кремнистых, карбонатных и др.) пород используются электронная микроскопия, а также рентгеноструктурный анализ, имеющие особенно важное значение для точной диагностики минерального состава пород и для исследования изменений отд. минеральных видов на разных стадиях литогенеза.

Главными методами обобщения при генетическом изучении осадочных пород являются методы фациального и формационного анализов, а также сравнительно-литологический

метод, особенно полно разработанные в СССР на примере угленосных толщ (Ю. А. Жемчужников, Г. Ф. Крашенинников, П. П. Тимофеев и др.). Для обобщения материалов лабораторных исследований существует ряд методов графического выражения результатов (различные диаграммы, кумулятивные кривые и т. д.), а также приёмов математической статистики, позволяющих использовать современную вычислительную технику. По результатам полевых и лабораторных исследований составляются

35

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

36

литологические колонки и фациальные профили, а также литолого-фациальные карты

разных масштабов.

Л. интенсивно развивается во всех странах, имеющих геологическую службу. В СССР

периодически созываются Всесоюзные литологические совещания. С 1952 по 1973 состоялось десять таких совещаний, посвященных самым разнообразным проблемам Л. «Труды» совещаний и тематических семинаров регулярно публикуются. В 1956 при Отделении геологии, геофизики и геохимии АН СССР создана Комиссия по осадочным породам. С 1963 в СССР выходит журнал «Литология и полезные ископаемые». Вопросы Л. обсуждаются на сессиях Международного геологического конгресса (созываемых один раз в 3—4 года). В 1952 создана Международная ассоциация седиментологов, регулярно организующая конгрессы, в работе которых с 1958 принимают участие и делегации литологов СССР. Среди зарубежных журналов, публикующих статьи по Л., наиболее известны «Journal of the Sedimentary Petrology» (Tulsa, с 1931), «Sedimentary geology» (Arnst., с 1967), «Marine geology» (Arnst., с 1964) и др.

39. Глинистые минералы (общие свойства). Чем объясняется влагоемкость глин? Их сорбционные свойства.

их особенно большое значение имеет рентгеновский анализ — единственный метод, позволяющий выявлять эти сростки.

По происхождению глинистые минералы могут быть как аутиген-ными, так и аллотигенными образованиями. Из-за высокой степени ■ дисперсности диагностика их

затруднительна обычными методами кристаллооптического и химического анализа. Изучение глинистых минералов при массовой работе петрографа должно быть комплекс-

ным с применением оптического, хроматического и капельного анализов. Параллельно некоторая часть образцов должна изучаться точными методами: рентгеновским, термическим и электронномик-роскопическим. Сводка оптических и некоторых других свойств глинистых минералов дана в табл. 72—74.

Общими чертами всех глинистых минералов являются: 1) незначительные размеры их кристалликов; 2) химический состав (АI2О3, SiO2, Н2О, иногда К, причем АI и Si в

36

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

37

некоторых минералах замещаются другими элементами, особенно Мg, Fе); 3)

пластинчатая или чешуйчатая форма, обусловленная строением решетки, и 4) некоторые оптические свойства — невысокие показатели преломления, большей частью немного более высокие, реже немного более низкие, чем у канадского бальзама; у кристаллических—моноклинная сингония.

Твердость (2,5) и уд. вес (2,40—2,59) определены точно только для каолинита. Цвет у

каолинита и галлуазита белый (бесцветный), у других минералов этой группы иногда наблюдается желтоватая, красноватая, синеватая или зеленоватая окраска.

СВОЙСТВА ГЛИНИСТЫХ ПОРОД

Зная факторы, определяющие свойства глинистых пород, и методы оценки минерального состава и микроструктуры, попытаемся объяснить природу некоторых важных и весьма специфических свойств глин, имеющих большое значение в жизни людей.

Набухаемость

Под набухаемостью понимают способность глинистых пород увеличивать объем в процессе взаимодействия с водой или водными растворами. Процесс набухания сопровождается увеличением влажности, объема породы и возникновением давления набухания.

Набухаемость глинистых пород является их важным свойством, которое необходимо учитывать при проведении строительных работ и эксплуатации инженерных сооружений. Недооценка набухающей способности глин может привести к серьезным последствиям и авариям. Объясняя природу набухания глин, следует отметить, что этот процесс проходит в две стадии: первая стадия - адсорбционное или внутрикристаллическое набухание, вторая - макроскопическое или "осмотическое" набухание. На первой стадии глинистая

порода впитывает влагу за счет адсорбции молекул воды поверхностью глинистых частиц и межслоевыми промежутками кристаллической решетки глинистых минералов. Эта стадия практически не влияет на изменение объема породы. На второй стадии набухания поглощение влаги осуществляется с помощью осмотического давления. Оно возникает вблизи поверхности глинистых частиц за счет избыточной концентрации многочисленных обменных катионов отдиссоциированных (отошедших) с поверхности глинистых частиц в раствор. Основное увеличение объема набухающей глины происходит именно на этой макроскопической стадии.

Величина и характер набухания глинистых пород определяются многими факторами, основными из которых являются минеральный состав, дисперсность и структура. Наибольшим набуханием обладают глинистые породы, в составе которых имеются глинистые минералы с подвижной кристаллической структурой (например, монтмориллонит), наименьшим - минералы с более жесткой кристаллической структурой

(каолинит). Сильное влияние на набухание глин оказывает и их структура, при этом определяющее значение имеет характер структурных связей.

Глинистые породы, обладающие преимущественной ориентацией структурных элементов, характеризуются ярко выраженной анизотропией набухания. Наибольшее набухание отмечается в направлении, перпендикулярном ориентации частиц. В ходе процесса набухания происходит существенная перестройка исходной микроструктуры глинистой породы.

Особую трудность представляет рассмотрение прочностных свойств глинистых пород в связи с их специфическим поведением при взаимодействии с водой. Хорошо известна потеря прочности при увлажнении глин, когда они из плотных и высокопрочных пород превращаются в пластичные или жидкотекучие тела.

37

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

38

40.Формы транспортирования продуктов физического выветривания.

41. Глины. Минеральный состав. Генетические группы. Структуры и текстуры глин.

Глины являются одним из наиболее распространенных типов горных пород, слагающих до 11% всего объема земной коры. С ними часто приходится иметь дело при возведении фундаментов зданий и строительстве различных инженерных сооружений. Они повсеместно используются как сырье для производства керамики, кирпича, цемента, а также в качестве наполнителя при изготовлении резины, бумаги, буровых растворов и т.д. Глины обладают высокой адсорбционной способностью, и их успешно применяют для очистки масел, красок, вина, отбеливания тканей, а также как естественные экологические барьеры для борьбы с распространением техногенных загрязнений.

Несмотря на столь широкое использование глин и длительный опыт строительства на них, все еще существует много вопросов, связанных с особенностями поведения глинистых пород. Об этом наглядно свидетельствуют многочисленные деформации различных инженерных сооружений, происходящие в результате уплотнения, набухания, усадки, разжижения и размокания глинистых пород в их основаниях.

Минеральный состав

Глины образованы чрезвычайно мелкими по размеру микрокристаллами глинистых минералов, которые во многом определяют свойства этих пород. Глинистые минералы относятся к группе слоистых и слоисто-ленточных силикатов. Высокая дисперсность

глинистых минералов является их естественным физическим состоянием. Обычно размер микрокристаллов этих минералов в глинах не превышает нескольких микрон. Частицы глинистых минералов имеют преимущественно пластинчатую форму, однако встречаются также частицы в виде полосок, трубочек, иголочек [4].

Высокая физико-химическая активность глинистых минералов обусловлена не только

малым размером, но и особенностями их кристаллического строения. В основе кристаллической структуры глинистых минералов лежит контакт тетраэдрических и октаэдрических элементов. Первый элемент образован кремнекислородными тетраэдрами, состоящими из атома кремния и четырех окружающих его атомов кислорода. Отдельные тетраэдры, соединяясь друг с другом, создают непрерывную двухмерную тетраэдрическую сетку.

Другим структурным элементом глинистых минералов является октаэдр, образованный шестью атомами кислорода или гидроксильными группами. В центре октаэдра может располагаться атом алюминия, железа или магния. Отдельные октаэдры, соединяясь, образуют двухмерную октаэдрическую сетку. Благодаря близости размеров тетраэдрические и октаэдрические сетки легко совмещаются друг с другом с образованием единого гетерогенного слоя. Связь между гетерогенными слоями у глинистых минералов может быть различной в зависимости от особенностей строения слоя и его заряда. У некоторых глинистых минералов она достаточно прочна и обеспечивается взаимодействием атомов кислорода и гидроксильных групп (водородная связь) или катионами, располагающимися в межслоевом пространстве ( ионно-

электростатическая связь). У других минералов связь между слоями менее прочная и обусловлена молекулярными силами.

В первом случае глинистые минералы имеют более жесткую кристаллическую структуру, то есть такую, когда молекулы воды и обменные катионы не могут проникать в межслоевое пространство кристалла. У минералов с жесткой кристаллической структурой (каолинит, гидрослюда, хлорит, палыгорскит) внутрикристаллическое набухание

38

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

39

(расширение межслоевого расстояния при взаимодействии с молекулами воды) отсутствует. Во втором случае глинистые минералы (монтмориллонит, нонтронит) имеют раздвижную кристаллическую структуру. При гидратации таких минералов молекулы воды и обменные катионы могут проникать в межслоевое пространство и существенно увеличивать межслоевое расстояние, обусловливая этим большое внутрикристаллическое набухание.

Помимо описанных глинистых минералов в природе также широко распространены так называемые смешанослойные минералы, образующиеся в результате упорядоченного или неупорядоченного чередования набухающих и ненабухающих структурных слоев (монтмориллонит-гидрослюда, монтмориллонит-хлорит). По своим свойствам

смешанослойные глинистые минералы занимают промежуточное положение между минералами с жесткой и раздвижной кристаллическими структурами.

Глинистые минералы обладают ярко выраженными ионно-обменными свойствами, что

совместно с малым размером частиц и высокой удельной поверхностью (суммарной площадью поверхности частиц в единице массы породы) определяет их повышенную адсорбционную способность. Это замечательное свойство позволяет использовать глины как природные высокоэффективные сорбенты для защиты почв, грунтов и подземных вод от техногенных загрязнений.

Структура глинистых пород

Другим важным фактором, определяющим свойства глинистых пород, является их структура. Под структурой понимают размер, форму, характер поверхности и количественное соотношение структурных элементов, их ориентацию в пространстве и тип структурных связей.

42. Слойчатость и сланцеватость осадочных пород.

Слоистость горных пород, строение горных пород в виде налегающих один на другой слоев, различающихся минеральным составом, цветом, особенностями слагающих породы частиц и другими признаками. С. г. п. — один из важнейших признаков и свойственна большинству осадочных горных пород. Слоевые единицы (слои, слойки) обычно отделены

один от другого более или менее отчётливыми плоскостями раздела. Различается С. г. п. двух типов: слоистость осадочных толщ и слоистость внутри слоя породы.

Слоистость осадочных толщ (стратификация, или напластование) образуется преимущественно слоями или пластами горных пород, различных по составу, текстуре (в т. ч. внутренней тонкой слоистости) и другим особенностям. В зависимости от мощности слоев выделяют тонкую, мелкую, крупную и очень крупную С. г. п. По соотношению толщины отдельных слоев она может быть равномерной и неравномерной. Первичное залегание слоев и пластов обычно горизонтальное, в некоторых случаях — наклонное. Этот тип С. г. п. обусловлен изменением поступающего в осадок материала (в виде взвеси частиц разной величины или в растворе), сменой условий внутри области осадконакопления (гидродинамики, химического состава вод, жизнедеятельности организмов и др.), которые связаны с сезонными и климатическими колебаниями, миграцией фаций, тектоническими движениями, вулканизмом и др.

Слоистость внутри слоя одной породы (слойчатость) выражается в чередовании обычно тонких слойков (толщиной от долей мм до 1—2 см), различающихся по структуре

составляющих породу компонентов, их минеральному составу или примесям. Слойки,

39

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

40

группируясь, образуют серии или пачки, отделённые более или менее выраженными границами (рис.). В зависимости от фактора, формирующего осадок (главным образом динамические состояния среды отложения), эта слойчатость по форме слойков и их расположению может быть горизонтальной, косой и волнистой (промежуточными типами

— косоволнистой и пологоволнистой). Горизонтальная слойчатость, возникающая в спокойных водах, часто связана с сезонными колебаниями климата, косая — формируется различными течениями, волнистая — волновыми движениями вод.

Горизонтальную С. г. п. используют при определении элементов залегания горных пород; по некоторым типам горизонтальной слойчатости можно судить об относительной или абсолютной скорости накопления осадков (ленточная слоистость). С помощью косой С. г. п. определяют направления перемещения осадка, а иногда и положения области сноса.

Выделяют несколько генетических типов С. г. п., связанных с различными условиями их формирования: эоловая, речная, временных потоков, озёрная, дельтовая, различных морских течений, зоны морских волнений, зоны спокойной морской седиментации.

По степени проявления С. г. п. может быть резко выраженная, отчётливая (при постепенном переходе одного слоя или слойка в другой) и недоразвитая (слоеватость); при наличии последней отдельные слои (или слойки) не видны, но направление наслоения отмечается по расположению включении, ориентировке слагающих породу компонентов и другим признакам. При правильной повторяемости элементов С. г. п. последняя называется ритмической: при наличии разных типов нарушений — нарушенной.

Дальнейшие процессы, происходящие в осадке при превращении его в горную породу и позже — в сформировавшейся породе, либо ещё больше подчёркивают С. г. п., либо (чаще) нарушают или изменяют первичную слоистость, а иногда даже полностью её уничтожают (в результате жизнедеятельности донных организмов, физико-химических

процессов, метаморфизма и других причин).

Изучение С. г. п. имеет большое практическое и теоретическое значение: при проведении фациального анализа и восстановлении палеогеографии, при стратиграфическом расчленении и корреляции осадочных толщ, при поисках и разведке месторождений осадочных полезных ископаемых.

43. Известняки. Минеральный состав. Генетические группы. Структуры

известняков.

Известковые (кальцитовые) породы. К известковым породам, относятся различные известняки (органогенные, хемогенные, обломочные, криптогенные, конкреционные).

Обломочные известняки. Они состоят из обломков карбонатных пород (интеркласты), обломков литифицированных карбонатных осадков на отмелях (экстраклассы или литокласты американских геологов) и обломков различных организмов. Обломки имеют разную форму и размер и несут следы механической обработки. В зависимости от формы и размера выделяют конгломератовидные, брекчиевидные известняки, известняковые

песчаники и алевролиты (калькарениты).

Обломочные известняки образуются в зоне литорали, на пляже и отмелях в результате обработки карбонатного материала волнами и прибойным потоком. Если известняки состоят из обломков раковин или скелетов, их называют биокластическими или органогенно-обломочными. Они разнообразны по свойствам и окраске. Среди них

встречаются плотные и пористые, светлые и темные, часто присутствует терригенная примесь (зерна кварца, полевого шпата и др.).

Изучение обломочных известняков в шлифах показывает, что в одних породах преобладают обломки, в других — цементирующее вещество. Цементом обычно служит пелитоморфный или зернистый кальцит. Среди обломочных известняков (биокластических) часты пелециподовые, криноидные, брахиоподовые, коралловые, реже встречаются водорослевые. Многие обломочные известняки содержат обломки различных организмов.

40

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

41

Биогенные известняки. Биогенные известняки составляют большую часть карбонатных

пород. Они состоят из остатков организмов, представленных цельными раковинами или раковинным детритом, не несущих заметных следов механической обработки. В зави- симости от характера материала и типов организмов различают известняки-ракушечники,

состоящие из целых раковин и детритовые известняки, состоящие из раковинного детрита. Последние весьма близки к органогенно-обломочным известнякам и отлича-

ются от них только отсутствием заметной механической обработки раковинного детрита. Вероятно, между этими типами существуют постепенные переходы.

Чаще всего подобные известняки состоят из раковин и раковинного детрита пелеципод, гастропод, морских лилий, брахиопод или из остатков различных организмов. Раковины и детрит цементируются пелитоморфным и зернистым кальцитом. Количество цемента может изменяться в широких пределах и этот признак некоторые исследователи используют при их классификации. В детритовых известняках часты примеси терригенного материала, а в раковинах встречаются выделения сульфидов железа. Ракушечники и детритовые известняки обычно пористые, белые, желто-белые, бурые. Типичным примером являются понтические известняки-ракушечники юга

европейской части СССР. Образуются они в зоне литорали, на подводном береговом склоне и в пределах мелководного шельфа.

Другим видом подобных известняков, почти целиком сложенных раковинами устриц, являются биогермы. Крупные тела устричных известняков известны в юре Крыма, Альп и др. К этому же типу известняков относятся фораминиферовые известняки, состоящие из раковин бентосных и (или) планктонных фораминифер. В современных осадках фораминиферовые пески и илы встречаются в широком диапазоне глубин — от шельфа до абиссальных равнин ложа океана (см. ниже). Древние фораминиферовые известняки образовались, вероятно, на сравнительно небольших глубинах (нумулитовые известняки

палеогена, фузулиновые и швагериновые известняки карбона и перми). Фораминиферовые известняки — довольно плотные белые и серые породы, почти

нацело сложенные раковинами, скрепленными пелитоморфным и зернистым кальцитом. Стенки раковин сложены пелитоморфным кальцитом. В камерах раковин встречаются гло-були пирита. Нумулитовые известняки менее плотные, напоминают мел, состоят из

раковин нумулитов, скрепленных кальцитовым цементом.

Рифовые известняки сложены постройками кораллов, кораллов и мшанок, мшанок, к которым примешивается небольшое количество раковин пелеципод, гастропод, остатки морских ежей и др. Рифовые известняки (коралловые) — типичный пример биогерм — прижизненных скоплений скелетов организмов; они слагают мощные пласты, часто имеют куполообразную (штокообразную) форму тел, неслоистые. По периферии тела коралловых известняков переходят 1 в слоистые органогенно-

обломочные известняки.

Коралловые известняки состоят из зернистого, иногда волокнистого кальцита, молодые известняки часто пористые и каверноз-[ ные, древние нередко

перекристаллизованные и массивные.

Коралловые (рифовые) известняки широко развиты в карбоне и перми Приуралья, Донбасса, в девоне Канады и других регионах. Гора Ай-Петри в Крыму — рифовый массив (юрские отложения). Современные барьерные рифы имеют мощность сотни

метров, а на атоллах постройки кораллов достигают 1000 м и еще большей мощности. Они представляют собой пласты пористых и кавернозных известняков, чередующихся с рыхлым несцементированным материалом, и сложены кораллами, остатками кораллиновых водорослей (литотамний) с примесью раковин моллюсков, иглокожих бентосных фораминифер, зеленых водорослей халимед и др. Кораллы и халимеды состоят из арагонита, кораллиновые водоросли из высокомагнезиального кальцита, моллюски и иглокожие — из кальцита и арагонита (частично), фораминиферы

— из кальцита и высокомагнезиального кальцита. Все это сцементировано высоко-

магнезиальным кальцитом и арагонитом.

Разрушение рифов волнами дает массу обломочного материала — обломки кораллов, водорослей, моллюсков, халимед и др., из которых сложены пляжи. Сильные штормы на рифах и атоллах взламывают коралловые постройки и образуют нагромождение крупных обломков (размера гальки и валунов) на периферии атоллов и рифов. Пески пляжей и грубый материал цементируются арагонитом и высокомагнезиальным кальцитом (осаждение из морских и поровых вод) — возникают так называемые пляжевые породы (бич-рок) и рифовые породы (риф-рок).

Особый тип известняков представляют онколитовые и строматолитовые известняки.

Строматолиты — продукт жизнедеятельности синезеленых водорослей. Они представлены округлыми и овальными уплощенными образованиями разного размера, часто крупные (десятки см) и сложены кальцитом, иногда высокомагнезиальным кальцитом с примесью обломочного (обычно карбонатного) материала. Онколиты отличаются от строматолитов тем, что не прикреплены к основанию и могли перекатываться во время образования. Классическим примером подобного рода пород являются известняки девона Канниг бассейна в Австралии, строматолитовые известняки протерозоя Сибири и др.

41

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

42

К биогенным известнякам принадлежит белый пишущий мел — белая сравнительно мягкая порода (в сухом состоянии твердая) с высокой пористостью (до 50%). Мел состоит более чем на 3/4 из остатков кокколитофорид и их фрагментов и мелких фораминифер (несколько процентов). В небольшом количестве встречаются другие органические остатки — раковины пелеципод, гастропод, цефалопод, брахиопод, панцири морских ежей, трубочки червей и др. В мелу имеется также пелитоморфный кальцит (микрит), который в какой-то мере играет роль цемента, возможно, хемогенного

образования. При пропитывании мела водой или трансформаторным маслом в нем выявляются скрытые текстуры — ихнитовые, обусловленные массовым развитием ходов илоедов, жилистые, брекчиевидные и др.

Водорослевые известняки состоят из тел известковых водорослей (синезеленых и зеленых). Это нитевидные, трубчатые и овальные ■образования, сложенные пелитоморфным кальцитом. Промежутки между телами водорослей заполнены пелитоморфным и зернистым кальцитом. В палеозое широко распространены водорослевые известняки из остатков кальцифиллиума, донетцеллы и других водорослей. Водорослевые известняки — плотные серые породы, макроскопически зернистые на изломе; остатки водорослей не видны.

Копрогенные известняки сложены из овальных комочков пелитоморфного или микрозернистого кальцита, сцементированных кальцитом, иногда с примесью доломита. Аналогами таких известняков в современных осадках являются пеллетовые илы банок и лагун.

Хемогенные известняки. Они представлены микрозернистыми и пелитоморфным и, оолитовыми и псевдооолитовыми разностями. Пелитоморфные известняки состоят из зерен кальцита диаметром <0,005 мм, форма зерен неправильная—лапчатая. В шлифе нормальной толщины зерна обычно лежат в несколько слоев.

Макроскопически это плотные, афанитовые известняки с раковистым изломом и различной окраской — от светлой до темной. Оолитовые и псевдооолитовые известняки состоят из зерен концентрического или радиально-лучистого строения или сферических

образований, лишенных таких структур (псевдооолиты). Оолиты имеют размеры от долей миллиметра до нескольких миллиметров. Количество их в породах изменчиво: в одних оолиты преобладают над цементом, в других — наоборот.

Образование оолитовых известняков происходит в зоне литорали в период седиментогенеза, в осадке — в период диагенеза. Центрами кристаллизации или обрастания являются обломки карбонатных раковин, кварца, полевых шпатов.

К карбонатным породам химического происхождения принадлежат также известковые туфы, образующиеся на выходах минеральных источников. Это пористые образования натечного сложения с пелитоморфной или микрозернистой структурой. Окрашены туфы обычно в желтовато-серые и буроватые тона,

иногда светлые, почти белые.

мраморизованных известняках присутствуют кристаллы кальцита величиной до не-

скольких сантиметров.

Если перекристаллизация происходила под давлением стресса, кристаллы кальцита обнаруживают следы деформаций (механическое двойникование, изгиб и течение).

Кристаллически-зернистые и мраморизованные известняки залетают среди

сильно измененных осадочных пород (главным образом в геосинклиналях).

В карбонатных породах обычно присутствуют конкреции кремнезема, барита, пирита. Кремневые конкреции широко распространены в палеозойских известняках Русской платформы и Донбасса, в мелу, палеогеновых и неогеновых известняках.

44. Текстуры осадочных пород. понятие. Группа текстур.

См. вопрос 24

42

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

43

45. Аридный тип литогенеза, его характеристика. Какие при этом возникают осадки? Распространение зон аридного литогенеза на земной поверхности.

Для аридного типа литогенеза характерно преобладание процессов испарения над количеством выпадающих осадков за год. Он распространен в областях засушливого климата. Климатическая поясность здесь значительно нарушается рельефом, который осложняет морфологию зон. В результате некоторые зоны приобретают меридиональную направленность (пустыни Чили).

Для аридных процессов характерно ослабление миграции элементов в коре выветривания. Из нее почти не вымываются железо, марганец, алюминий и др. Для районов с засушливым климатом характерно отсутствие лесного покрова, болота встречаются редко, как следствие в аридных отложениях мало углей. Внутриконтинентальные водоемы аридной зоны как правило бессточны и осолонены. Например, оз.Балхаш, Аральское море. В результате в этих водоемах резко падает роль организмов, зато усиливается роль хемогенных осадков. Недостаток воды в районах с аридным климатом приводит к тому, что механические осадки здесь часто плохо сортированы. С другой стороны в этих районах увеличивается роль ветра как агента переноса.

46.Структуры осадочных пород. Группы структур.

См вопрос 2(48)

47.Нивальный (ледовый) тип литогенеза, его характеристика. Какие при этом возникают осадки. Распространение на земной поверхности?

Ледовым называют такой тип литогенеза на континентальных площадях, который обеспечивает геологически длительное существование на данной территории ледового покрова. Как правило оно имеет место в высоких широтах. Современным примером являются Гренландия, Антарктида, отдельные острова Северного ледовитого океана. Основным признаком ледовых областей является их низкая среднегодовая температура, отсутствие какой-либо заметной деятельности воды в жидкой фазе и активность воды

только в твердом состоянии в виде льда. Основным источником осадочного материала является механическое выветривание, перенос осуществляется также механическим путем с помощью льда, талых вод или ветра. Хемогенная садка и жизнедеятельность организмов резко подавлены. Генетические типы ледниковых отложений довольно разнообразны.

Ледовый тип литогенеза характеризуется тем, что основная часть осадочного материала «... поставляется в первую очередь механическим (морозным) выветриванием скал, не покрытых льдом (или снегом); сам ледник, медленно передвигаясь, отрывает от ложа выступающие участки и уносит обломки с собой». Перенос осадочного материала, осуществляется, таким образом, в основном ледниками и в незначительной степени водой подледниковых ручьев. В области осадконакопления отлагается совершенно неотсортированный по размеру материал, из которого затем формируются породы моренного типа. В современную эпоху ледовый тип литогенеза развит на континентальных массивах высоких широт (Гренландия, Антарктида и др.) и в горных районах, выше снеговой линии.

43