- •Часть I
- •Глава 1
- •Определение науки, ее задачи и значение
- •История литологии
- •Предыстория
- •Выделение литологии в самостоятельную науку
- •1.2.3. Зрелый этап
- •Методы литологии
- •Физические и химические методы
- •Литологические методы
- •Глава 2
- •Определение осадочной породы
- •Химический состав осадочных пород
- •Средний химический состав магматических и осадочных пород (%) (по м.С.Швецову, 1958)
- •Примечание: а -по анализам Геологического комитета сша (из у .Твенхофела); б, в - по ф. Кларку; г - по кЛейсу и у .Миду.
- •Структура
- •Часть I 9
- •Глава 2 70
- •Глава 3 121
- •2.7.2. Текстура
- •Илоядная, ихнитолитовая или биотурбитовая,
- •Элювиальные, или сингенетично-метасоматические:
- •Беспорядочная (а порода вторично изотропная),
- •Текстуры подошвы.
- •Язычковые валики — слепки борозд размыва,
- •Обоюдоострые валики — слепки царапин,
- •Знаки внедрения, диапиры глиняные и др.
- •Длина гребень
- •Укладка
- •Глава 3
- •Стадии и форма седименто- и литогенеза
- •Мобилизация вещества для образования осадочных пород
- •Выветривание
- •V‘ бейделлит -* и далее, как в п. 2, 2а и 3.
- •Вулканизм, или эндогенный вынос вещества
- •Биогенная и техногенная мобилизация вещества
- •Перенос
- •Перенос воздухом, именно ветром
- •Зависимость размера взвешиваемых частиц от скорости ветра
- •Характер движения частиц, брошенных в воздух при скорости ветра около 3,6 м/с или 13 км/ч
- •Гравитационный перенос
- •Перенос русловыми водными потоками
- •Некоторые сведения о растворимости минералов в воде (по н.В. Логвиненко, 1984, с. 22)
- •Перенос в водоемах
- •01). В целом внутренние моря порождают в береговой зоне более разнообразные аккумулятивные формы.
- •Накопление, или седиментация
- •1 И 0,001 мм (по Стоксу и Оссину, из Пустовалова, 1940, с. 251).
- •Механическая дифференциация
- •Химическая дифференциация
- •Скорости осадконакопления и методы их оценки
- •Диагенез
- •Катагенез
- •1 Остаточные породы _г
- •Прерванный цикл
- •3.6.1. Ранний катагенез
- •Глубинный (гк), или поздний, катагенез
- •Метагенез
- •Глава 4
- •Классификация генетических типов компонентов
- •Космические, или космогенные, компоненты
- •Вулканические, или вулканогенные, компоненты
- •Реликтовые обломочные компоненты
- •4.4.1. Терригенные обломочные компоненты
- •Эдафогенные обломочные компоненты
- •Новообразованные гипергенные компоненты
- •Терригипергенные минералы
- •Гальмиролитические компоненты
- •Биогенные компоненты
- •Терригенные биокомпоненты
- •Мариногенные биокомпоненты
- •Биопровинции, или биофации
- •Седиментогенные химические компоненты
- •Диагенетические компоненты
- •Ката- и метагенетические компоненты
- •Слабощелочная, или галогенная, и доломитов замещения, с pH 8 (7,8)-7,2, с гипсом, ангидритом, галитом, сильвином и другими солями,
- •Генетические и стадиальные спектры минералов осадков и
- •Глава 5
- •Принципы классификации
- •Обзор существующих классификаций
- •Предлагаемая петрографическая классификация
- •Литологическая номенклатура (терминклатура)
- •Генетические классификации осадочных пород
- •Классификация седилитов по способам образования
- •Панцири на суше и под ведой (сингенез) и на воде (лед).
- •Классификация седилитов по условиям образования
- •Глава 6
- •Определение, классификация, номенклатура
- •Методы изучения
- •4,00; 2,48; 1,605; 1,449-1,435; 1,190. Нередко главный рефлекс сдвигается в сторону малых углов (4,06-4,09 X). Иногда отмечаются ре-
- •. Он, возможно, осложняется эффектом отдачи адсорбционной воды, которая может удержаться в опалах до 500°с.
- •Минеральный и химический состав
- •Петрография. Петротипы
- •6.4.1. Опалолиты
- •Халцедонолиты
- •Геология силицитов
- •Источник кремнезема
- •Условия кремненакопления
- •Способы формирования силицитов
- •Растворимость кварца (г на 1000 г раствора) по четырем геотермобарам (Wollast, 1974, из Волохина, 1985)
- •Теоретическое и практическое значение силицитов
- •X о с и н о м. Морская геология. М., 1986. 432 с.
- •X э л л е м э. Великие геологические споры. М., 1985. 216 с.
- •X в о р о в а и. В. О некоторых поверхностных текстурах в каменноугольном и нижнепермском флише Южного Урала // Труды гин ан ссср. Сер. Геол. Вып. 155. 1955.
- •X о т и н м. Ю. Эффузивно-туфово-кремнистая формация Камчатского мыса. М., 1976. 196 с.
- •X о т и н ю. М. Вероятный источник кремнезема геосинклинальных кремнистых формаций // Литология и полезные ископаемые. 1979. № 3. С. 100-122.
- •Часть I 9
- •Глава 2 70
- •Глава 3 121
V‘ бейделлит -* и далее, как в п. 2, 2а и 3.
Пироксены и амфиболы при выветривании превращаются в низкотемпературные хлориты, бейделлиты, монтмориллониты и другие магнезиально-железистые филлосиликаты.
Изменение минерального состава гнейса при выветривании в массовых долях (по Гольдичу, из Н.В.Логвиненко, 1984, с. 22.)
Минералы |
Гнейс |
Элювиальная глина |
|
первая стадия |
вторая стадия |
||
|
Минералы легкой фракции |
|
|
Кварц |
30,0 |
35,0 |
40,0 |
Калиевые |
29,0 |
31,0 |
18,0 |
полевые шпаты |
|
|
|
Плагиоклазы |
40,0 |
4,0 |
1,0 |
|
Минералы тяжелой фракции |
|
|
Алланит |
0,06 |
— |
— |
Ортит |
1,91 |
0,04 |
следы |
Биотит |
76,98 |
18,55 |
0,70 |
Ильменит |
2,27 |
— |
— |
Лейкоксен |
0,11 |
— |
— |
Лимонит |
0,01 |
79,73 |
98,34 |
Магнетит |
5,65 |
— |
— |
Коллофанит |
— |
0,33 |
— |
Пирит |
0,05 |
0,07 |
следы |
Роговая обманка |
9,84 |
0,13 |
— |
Сидерит |
— |
0,28 |
0,05 |
Титанит |
0,49 |
— |
— |
Хлорит |
присутствует |
присутствует |
присутствует |
Циркон |
0,43 |
0,74 |
0,76 |
Эпидот |
2,24 |
0,09 |
0,14 |
При достаточной энергии выветривания происходит дальнейшее разложение глинистых минералов с высвобождением окислов глинозема в виде бокситовых минералов, железа в виде гидратированных окислов и кремнезема в виде опала. Например, каолинит расщепляется по схеме: Al4(Si4Oi0>(OH)8 - 2<А120з-Н20) + 4(Si02*0,5H20), или Al203-2Si02- •2Н20 = А120з*Н20 (бёмит) +2(Si02’0,5H20) (опал).
Бёмит, присоединяя воду, превращается в щдраргиллит, или гиббсит: Al203*2Si02'2H20 + 2Н20 = А120з*ЗН20 (гидраргиллит) + 2(Si02* •0,5Н20), или, точнее, А120з’28Ю2*2Н20 + лН20 - А120з*ЗН20 +
+2(Si02-£^-H20).
При выветривании в целом происходит приращение объема и массы вещества (до 3-7%), что частично следует и из табл. 3.1. Добавочное вещество берется из гидро- и атмосферы.
В пустынях, хотя и получающих много солнечного тепла, недостаток влаги приводит к затуханию химического выветривания, которое здесь не развито или вырождается в образование пленки (до 1-2 см) железомарганцевых окисных минералов пустынного загара — генетический аналог железных панцирей. Более мощны кремневые (силькреты), карбонатные (калькреты) и соляные (гипсовые, галитовые) панцири. Преобразования силикатов совершаются лишь в минералогическом масштабе — в почвах формируются монтмориллонитовые и другие смектито- вые, а также магнезиальные (палыгорскиты, или аттапульгиты, и сепио- литы) глинистые минералы, документирующие щелочную реакцию среды — почвенных растворов.
Вулканический элювий рассмотрен ниже (см. 3.2.2).
Субаэральное выветривание поставляет в пути миграции основную массу обломочных компонентов, коллоидных и ионных растворов, из которых в путях миграции и в конечных водоемах стока формируются осадки — будущие осадочные породы. Остающаяся на месте меньшая по объему часть продуктов выветривания не является осадками и поэтому может называться более общим термином — образования. Генетически это элювий, т.е. топографически неперемещенные продукты выветривания. Его телесным выражением является кора выветривания — слой (пласт, горизонт) или многослой и формация.
Подводное выветривание. О подводном выветривании знали еще в XIX в. (Гюмбель, 1886, 1888; Глинка, 1896) и типичным его продуктом считали, например, глауконит, однако под влиянием химического и чисто литогенетического подхода, особенно после работ Н.М. Страхова, его стали замалчивать, а соответствующие изменения — включать в стадию диагенеза. Это грубая ошибка, так как в одной зоне объединяются резко различные в историко-геологическом отношении стадии, принадлежащие к разным мирам — экзогенному и эндогенному. Граница между ними — самый важный раздел в вертикальном профиле Земли (Фролов, 1981, 1984). По обе стороны от него развитие вещества идет в разных направлениях. И в информативном отношении они резко различаются: вещество выше этой границы — документ седиментогенеза и зоны осадконакопления, а также входящих в нее субзон — гидро-, атмо- и биосферы, а вещества ниже границы — документ эндогенных условий, несмотря на то что в самом начале многие стороны вещества (осадков и пород) еще несут большую информацию о зоне осадкообразования, правда часто в извращенном виде (например, резко восстановительный характер диагенеза никак не означает такой же реакции зоны сингенеза и наддонной воды).
Несмотря на резкое различие сред — воздушной и водной, — процессы выветривания, его агенты, факторы, продукты и типы во многом аналогичны (см. 3.2.1). Различия состоят в литотипах и соотношениях типов, их относительном развитии и масштабах. Под водой мощность развалов каменистых не превышает 1-1,5 м (на суше до 50-60 м), и развиваются они главным образом на известковых осадках, а также на вулканических лавовых потоках, реже на фосфоритах, силицитах, кластолитах. 138
Но чисто механический элювий — горизонты конденсации, или пер- лювий, — под водой развит несравнимо больше, его накопления достигают мощности десятков метров (пласт фосфоритов такого генезиса в Дже- бель Онк, на востоке Алжира, достигает 17 м), многие руды (помимо фосфоритов сидериты, россыпи, некоторые железомарганцевые конкреции, оолитовые железные и марганцевые руды и др.) формируются именно в результате сгружения при перемывании на месте, т.е. при вымывании (волнением, течениями) тонких или легких частиц. Глауконитовые горизонты, сгруженные раковинные или костяные слои, валунные мостовые — примеры нерудных литотипов перлювия, имеющие большое геологическое.значение. По ним можно установить перемывы, перерывы, оценить их масштаб и длительность, динамику воды у дна, его глубину и другие параметры водоемов и палеогеографии.
Аналог почв — горизонты ихнитолитов, или биотурбитов, — под водой также развит значительно сильнее: мощность горизонтов — метры и десятки метров, например писчий мел (до 90 м) нацело пропущен через кишечник илоедов (Янин, 1983). Таким образом, формация писчего мела вторично биоэлювиальная, т.е. является биотурбитом. Новые компоненты для осадков этим процессом практически не создаются.
Панцири под водой, или твердое дно, хотя и не достигают мощности, какую они имеют в субаэральных корах выветривания, но разнообразны: известковые, доломитовые, железомарганцевые, фосфоритовые и даже пиритовые в обстановках типа Черного моря.
Собственно химический элювий, который отвечает термину гальми- ролитит (от гальмиролиза, по К. Гуммелю; греч. “гальмирос” — соленый “лизисиз” — растворять), под водой может быть более разнообразен, чем на суше, и также выходит на формационный уровень, хотя мощность по сравнению с единственной на суше элювиальной формацией — латеритных кор выветривания — меньшая. Таковой является формация красных пелагических глин, распространенная на площадях, превышающих континенты и накапливавшихся в течение 5-15 млн лет, т. е. полноценная геологическая формация, несмотря на свою малую (5- 15 м) мощность. Это свидетельствует о самой малой (около 1 м за 1 млн лет) скорости осадконакопления, фактически — о перерыве в осадкона- коплении. Поэтому дно на протяжении геологических веков подвержено влиянию наддонной морской воды, т.е. осадки выветриваются.
В комплексе химических и физических процессов преобразования осадков доминирует растворение карбонатов ниже критической для них глубины (свыше 4500 м), и красная глина — фактически терра-росса, или нерастворимый остаток пелагических глобигериново-кокколитовых илов. Растворяются и кремневые скелеты диатомей, радиолярий и сили- кофлагеллят. Остаются самые стойкие силикатные (вулканические, тер- ригенные, в том числе и эоловые) и биогенные (зубы акул, слуховые косточки китов — отолиты и др.) компоненты, среди которых заметны и космические шарики. Главная часть глин — тончайшие (< 0,001 мм) чешуйки монтмориллонита, иллита и хлорита, а также цеолиты филлип- сит и др. Так что помимо растворения при формировании красной глины происходит трансформация глинистых минералов, вулканического стекла, синтез новых глинистых, цеолитовых и окисных минералов, окисление, перераспределение вещества, в частности перемещение соединений железа, марганца, меди вверх, к разделу осадок — вода, и вынос из осадков карбонатов, кремнезема, рудных и других элементов. Таким образом, не только суша, но и океанское и морское дно — источник питания осадочным материалом гидросферы и биосферы.
Другими литотипами гальмиролититов являются глауконититы, ша- мозититы (Глауконит ..., 1971; Лисицына и др., 1974; Муравьев, 1983; Николаева, 1977), фосфориты, железомарганцевые конкреции и корки (Батурин, 1986; Железо ..., 1976; Скорнякова, 1976, 1986, 1989; и др.), монтмориллонитовые глины по пепловым туфам и гиалокластитам, цеолиты по туфам и т.д. (Фролов, 1981, 1984; Харин, 1978).
Образование сфероагрегатных — оолитовых, бобовых, желваковых, конкреционных — рудных, силикатных и фосфатных пород в сингенезе, т.е. как гальмиролититов, проходит в две стадии: 1) стягивание к центрам рассеянного вещества, происходящее в условиях открытой системы или на геохимическом окислительно-восстановительном барьере, по типу образования болотных железных руд, и 2) перемыв осадка, вынос тонкого и легкого нерудного его компонента и конденсация сфероагрега- тов и конкреций на месте.
Более подробно образование этих пород рассмотрено в соответствующих главах систематической части (см. ч. II).