ЛЕКЦИИ ЛИТОЛОГИЯ

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

крупнозернистые гранобластовые структуры. Признаки седиментогенных структур у них совершенно утрачены, однако текстуры сохранились отчетливо.

Еще одна разновидность железосодержащих пород – железо-марганцевые конкреции (ЖМК) дна океанских водоемов. Железо-марганцевые конкреции встречаются обычно в красных глинах глубоководных котловин северной части Тихого океана. Так как конкреции растут очень медленно, для их развития благоприятны условия нулевой или даже отрицательной седиментации. В юго-восточной части Индийского океана, где имеют место интенсивные движения придонных вод, мостовая из конкреций занимает площадь порядка нескольких миллионов квадратных километров.

М а р г а н ц ев ы е п оро д ы

Марганцевые породы сложены более чем на 50% агрегатами различных минеральных видов: оксидами четырехвалентного Mn4+: пиролюзитом МnO2,

псиломеланом (Ва,К,Мn2+,Со)6Мn8O16, тодоркитом (Na,Ca,K,Ba,Mn2+)Mn3O7·nH2O,

бёрнесситом (Ca,Na)(Mn2+Mn4+)7O14·nH2O и др.; гидрооксидами – пирохлоритом

Мn(ОН)2, манганитом МnООН и др.; карбонатами – родохрозитом МnСO3,

кутнагоритом Ca(Mn,Fe,Mg)(CO3)2 и силикатами – браунитом Mn7SiO12 и др.

На континентах марганцевые породы представлены следующими категориями.

1.Осадочно-диагенетические пластовые тела, с микроструктурами бактериального происхождения; залегают в большинстве своем среди отложений шельфа эпиконтинентальных морских бассейнов. Это кайнозойские Никопольское месторождение (Украина), Чиатурское месторождение (Грузия); мезозойские руды Марокко, раннекембрийские – в Южных Аппалачах (США), а также марганцеворудное поле Калахари (ЮАР), месторождение Грут Айленд (Австралия) и др.

2.Метаморфизованные исходно-осадочные и вулканогенно-осадочные руды докембрия, преимущественно а) оксидного браунитового и гаусманитового состава (ЮАР – Блэк Рок, Хотазель, Глория и др.); б) силикатного (родонит

(CaMn4Si5O15) и спессартин (Mn3Al2Si3O12)) состава.

89

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

3.Образования латеритных кор выветривания по первичным марганцевым

имарганцовистым породам (Габон, Бразилия, Индия, Усинское и Парнокское – Россия

идр.) и заполнение полостей карстовых воронок (Вуди-Вуди, Австралия).

В истории Земли марганцевые породы известны с архея вплоть до современных отложений. Однако образование месторождений марганца происходило эпизодически;

выделяется несколько марганцеворудных эпох.

Главнейшей из них является раннепротерозойская.

Гигантские потенциальные запасы рудных веществ представляют собой

железомарганцевые конкреции океанского дна (ЖМК).

Рис. . Разрез ЖМК из красных пелагических глин

Железо-марганцевые корки и конкреции встречаются на многих подводных горах. Конкреции растут путем выпадения гидроксидов железа и марганца из разбавленного раствора морской воды.

М Е Д И С Т Ы Е ( П Е С Ч А Н Ы Е И Г Л И Н И С Т Ы Е ) П О Р О Д Ы

Это смешанные образования, в которых обломочные кварц-силикатные и глинистые частицы сцементированы сульфидами меди: халькозином Cu2S, ковеллином

CuS, борнитом Cu5FeS4, халькопиритом CuFeS2 и др., иногда с самородной медью; в

зоне гипергенеза по ним развиваются карбонаты меди – малахит и азурит.

90

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

Меденосные породы, как правило, являются отложениями древних речных русел, дельт и лагун в эпохи аридизаций климата. Большинство их насыщено аутигенным сульфидным веществом на постседиментационных стадиях преобразования отложений.

Меденосные породы широко развиты на территории Западной Европы (главным образом в ФРГ) – медистые сланцы в основании толши цехштейна. Другие примеры:

меденосные песчаники и глинистые сланцы пермского возраста на границе штатов Техас и Оклахома (США), протерозойские терригенные рудоносные отложения Центрально-Африканского медного пояса.

Все эти образования сконцентрированы внутри пестроцветных осадочных комплексов, накопленных при жарком аридном климате; они парагенетически (и

отчасти генетически) связаны с эвапоритовыми и рифогенно-карбонатными толщами.

В большинстве меденосных осадочных толщ главному металлу сопутствует целая гамма других рудных элементов (Рb, Zn, V, Cr, Мо).

Большинство исследователей считают оруденение эпигенетичным.

Ц Е О Л И Т О В Ы Е П О Р О Д Ы

Цеолитовые породы редки и представляют собой смешанные по составу глинисто-цеолитовые озерные или морские образования, в которых цеолиты кристаллизовались в качестве цемента или микровключений на постседиментационных стадиях. Эти минералы формировались одним из двух вероятных способов: либо вследствие трансформаций витрокластических частиц (примесей вулканического пепла), либо в результате химического синтеза алюмосиликатных компонентов,

извлекаемых из обломочных частичек полевых шпатов, амфиболов, эпидотов и других минералов.

Вопросы для самопроверки.

1.Какие породы относятся к группе алюминиевых?

2.Каковы основные породообразующие минералы алюминиевых пород?

3.Каковы основные типы бокситов?

91

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

4.Каково происхождение бокситов?

5.Какие породы относятся к группе железистых?

6.Каковы основные породообразующие минералы железистых пород?

7.Каково происхождение железистых пород?

8.Каковы основные породообразующие минералы марганцевых пород?

9.Каково практическое значение алюминиевых, железистых и марганцевых пород?

Л е к ц и я 1 5 ( 2 ч а с а ) .

Г Е Н Е Т И Ч Е С К И Й И Л И Т О Л О Г О - Ф А Ц И А Л Ь Н Ы Й А Н А Л И З Ы

В вед ен ие

Любая осадочная горная порода представляет собой закономерную, генетически обусловленную ассоциацию минеральных и (или) органических компонентов.

Главные генетические признаки запечатлены в свойствах: цвет — структура — текстура — состав породообразующих компонентов — состав и распределение включений — крепость — пористость — вторичные изменения изначального цвета,

состава, структуры или текстуры.

Ц в е т

Зависит от структурно-вещественного состава породы

По цвету различают: сероцветные породы, пестроцветные породы,

красноцветные породы. Цвет характеризует окислительно-восстановительный потенциал среды: темно серый, черный – восстановительная среда; пестроцветность –

нейтральная среда (близость окислительно-восстановительного барьера); белый,

бежевый, красный – окислительная среда.

Ст рукт ура

Характеристика размеров и формы компонентов, образующих породу

•Размер обломков – позволяет оценить динамику среды осадконакопления.

•Форма обломков (степень окатанности) – указывает на дальность переноса.

92

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

•Сортировка обломков – отражает свойства транспортирующей среды.

Форма обломков (сферичность, степень окатанности) зависит от первоначальной формы, минерально-петрографического состава, размера, дальности переноса.

Эталон Петтиджона – Хабакова для визуального определения степени окатанности. Зерна: 1 – острогранные; 2 – полуострогранные;

3 – полуокатанные; 4 – окатанные; 5 - хорошо окатанные

Эталон Пауэрса для визуального определения степени окатанности. Верхний ряд – сферичные зерна, нижний ряд – удлиненные зерна.

Зерна: 1 – очень остроугольные; 2 – остроугольные; 3 – полуостроугольные; 4 – полуокатанные; 5 – окатанные; 6 - хорошо окатанные

93

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

Способ измерения диаметров зерен, по И.А. Преображенскому, и классификация формы галек по соотношению их осей, по Л.Б. Рухину

Характеристика окатанности обломочных зерен

Т е кс т у р а

Характеристика пространственного расположения структурных элементов породы. Отражает динамику среды осадконакопления и характер движения придонных вод.

Массивная текстура. Структурные элементы породы расположены равномерно. Интерпретация: равномерное осадконакопление либо вторичное перемешивание осадка.

Градационная текстура. Постепенная смена крупных структурных элементов породы мелкими от подошвы к кровле. Интерпретация: осаждение частиц из насыщенных взвесей ниже базы волнений.

Слойчатость. Текстура, возникающая благодаря многократному повторению тонких одинаковых слойков, в которых определенным образом упорядочены

94

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

структурные элементы породы. Основные типы слойчатости: горизонтальная,

волнистая и косая.

Горизонтальная слойчатость. Интерпретация: прерывистое осаждение алевро-пелитовых частиц из ненасыщенных взвесей в условиях низкой гидродинамики.

Ленточная слойчатость - ритмичное чередование тонких алевритовых и глинистых слойков (варвы), обусловленное сезонными колебаниями температуры.

Волнистая слойчатость. Интерпретация: прерывистое накопление алевритовых и псаммитовых частиц под действием слабых потоков, создающих небольшие аккумулятивные формы рельефа.

Косая слойчатость. Интерпретация: накопление псаммитовых и псефитовых частиц под действием сильных потоков, создающих перемещающиеся аккумулятивные формы рельефа.

Формы на межслойковых поверхностях: знаки течений, знаки ряби, трещины

усыхания, глиптоморфозы.

Ихнофоссилии (следы жизнедеятельности). Текстуры, возникающие в результате механического воздействия организмов на минеральный субстрат.

Но важнейшая генетическая информация заключается не в признаках обособленно изучаемой породы, а в парагенетических ассоциациях пород.

Главный методический прием литологического исследования – полевые наблюдения и подробные описания разрезов осадочных комплексов (в обнажениях или кернах буровых скважин). При этом особое внимание должно быть сосредоточено на:

1)детальнейшей послойной характеристике структурных, текстурных,

постседиментационных изменений осадков;

2)исследовании временных и пространственных изменений таких

признаков;

3)детальном анализе характеров межслоевых границ;

95

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

4)воплощении всех этих данных в категориях «литотип», «генетический тип», «фация», «макрофация», «обстановка седиментации», «палеоландшафт»;

5)выявлении и объяснении многоранговой цикличности чередования генетических типов и фаций.

Пл ан описан ия сл оя при из уч ен ии естеств ен н ы х обн аж ен ий ил и керн а скв аж ин

1.Название породы (структурно-вещественная характеристика породы и особенности ее изменения в пределах слоя).

2.Цвет породы.

3.Текстура породы.

4.Включения.

5.Новообразования.

6.Ихнофоссилии.

7.Органические остатки (систематическая принадлежность, степень сохранности, тип захоронения).

8.Мощность.

9.Характеристика контакта (при описании обнажения – верхнего, скважины –

нижнего).

Даже в тех случаях, когда анализируется множество параметров, присущих отдельно взятому образцу горной породы, мы не застрахованы от ошибочных генетических заключений. Этому есть три основных причины.

1.Конвергенция — сходство составов и строений отдельных разновидностей пород при неодинаковости условий их происхождения.

2.Искажение генетических признаков постседиментационными изменениями,

появление вторичных признаков пород, которые не всякий исследователь сумеет отличить от первичных.

3. В прошлом существовали обстановки, которых нет в современную эпоху.

96

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

Существуют и субъективные разногласия из-за методических погрешностей

генетических анализов. Самая распространенная погрешность: избирается какой-то

единственный признак как главный или безусловный.

Генетическая принадлежность породы может быть обоснована с определенной

долей вероятности. Обоснование должно основываться на системном ранжировании

множества признаков.

Ген етич ески е приз н аки , из уч аем ы е при в осстан ов л ен ии обстан ов ок оса дкон акопл ен ия

Ген ет ич е ский ана лиз

Генетический анализ – это метод познания генезиса осадочных образований

геологического прошлого, то есть расшифровки:

97

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин Литология. Конспект лекций

а) процессов возникновения исходных осадков, ставших затем горными породами,

б) условий и обстановок их накопления (ландшафтных, климатических и др.)

Генетический анализ начинается с выделения генетических типов исследуемых отложений.

Генетический тип отложений – отложения, образовавшиеся в результате работы определенных геологических агентов (сил гравитации, водных потоков, ветра,

льда, биоса и др.). Выделение генетических типов подготавливается детальными описаниями геологических разрезов с выявлением и систематизацией литотипов.

Литотипы – отдельные разновидности осадочных пород с одинаковыми либо близкими наборами текстурных, структурных и вещественных признаков.

Признаки делятся на две категории: первичные, или собственно генетические признаки осадка, и вторичные, т.е. возникшие под воздействием постседиментационных процессов.

Кл ассиф икация г ен етич еских типов кон тин ен тал ь н ы х образ ов ан ий (Е. В . Шан цер , 1966)

98