Шпаргалка по дисциплине "Основы геологии"

В результате всех этих процессов образуются осадочные горные породы. Уже по продуктам, образующимся на разных стадиях литогенеза можно представить себе вещественный состав осадочных пород. Среди главных породообразующих компонентов выделим: реликтовые минералы и обломки пород - терригенный материал; минералы осадочного генезиса(опал, оксиды и гидрооксиды железа, сульфаты фосфаты галоиды и т.д.); органические остатки; вулканический материал. 
Слово литификация происходит от греческого слова lithos, означающего камень. Литифицированный грунт сложен песком, илом и органическим материалом. Литификация может происходить сразу же после отложения осадка или намного позже. Темп уплотнения и цементации также играет значительную роль в конечной литификация. Кроме того, тепло, необходимое для литификации, значительно меньше, чем то, которое обнаружено глубже в мантии, поэтому литификация возможна в верхних нескольких километрах земной коры.

Зерна, сдавленные вместе под тяжестью перекрывающих осадков во время уплотнения, превращены в породы, более плотные, чем первичные осадки. Эти плотные слои затем замуровываются вместе, за счет осаждения минералов в слоях и между ними.

Это – то, как песчаник, образованный из песка и известняка, становится твердым после литификации с твердыми скелетами и раковинами морских организмов. Когда песок и известняк из различных периодов времени наслаиваются, различные структуры и цвет становятся ясно видимыми.

Осадки становятся литифицированными породами благодаря комбинированному процессу, называемому диагенезом.

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.

 Катагенез

В стадию 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.

Метагенез

осадочный горный литогенез

На стадии метагенеза происходит максимальное уплотнение осадочных пород, меняется их минеральный состав, структура. Преобразование пород происходит под влиянием тех же факторов, что и при катагенезе, но температура более высокая (200--300°С), выше минерализация и газонасыщенность вод, иные значения Еh и рН.

Изменение структуры пород проявляется в укрупнении размера зерен, в упорядочении их ориентировки, перекристаллизации с исчезновением фаунистических остатков. Завершается стадия метагенеза переходом осадочных пород в метаморфические.

10.Классификация  осадочных горных пород. (+лекция)

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 путём. 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 (1940г.), 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 (механизм и условия образования) осадочных пород. Согласно ей осадочные породы подразделяются на обломочные, хемогенные, органогенные и смешанные.

Обломочные и глинистые породы.

Эти породы наиболее распространены среди осадочных пород, по величине слагающих обломков различаются грубообломочные, песчаные, алевритовые и пелитовые обмолочные породы. Глинистые породы по происхождению занимают промежуточное положение между чисто химическими и обломочными породами. При классификации обломочных пород учитываются не только размер обломков, но и их форма (окатанные или неокатанные), а также наличие или отсутствие цементирующего материала. Грубые обломки накапливаются вблизи разрушающихся горных пород. По мере удаления встречаются среднеобломочные (песчаные), мелкообломочные (алевритовые) и тонкообломочные (пелитовые) породы. Из обломочных и глинистых пород в нефтегазоносных районах наиболее распространены песчаники, алевролиты и глины. Песчаники представляют собой сцементированные пески. По минеральному составу они могут быть кварцевыми (зерна кварца составляют не менее 95 % массы породы), аркозовыми (преобладают зерна кварца и полевых шпатов) и полимиктовыми (зерна различных минералов).

В качестве цементирующего материала в песчаниках присутствуют соединения железа (железистый цемент), кремния (кремнистый цемент), кальция (известковистый цемент), а также глина (глинистый цемент). Цвет песчаников чаще всего желтоватый, серый. В зависимости от размеров зерен песчаники подразделяются на крупнозернистые (1—0,5 мм), среднезернистые (0,5-0,25 мм) имел козернистые (0,25-0,1 мм). Песчаный материал, из которого образуются пески и песчаники, может накапливаться в морских и озерных  водоемах, в руслах рек и т.д. Алевролиты по минеральному составу чаще всего полимиктовые, цвет серый, цемент кремнистый, известковый, глинистый. Алевритовый обломочный материал, из которого образуются алевролиты, чаще всего накапливается на дне озерных и морских бассейнов, в зоне слабоподвижных вод, между областями накопления песчаных и глинистых толщ. по размеру зерен алевролиты подразделяются на крупнозернистые (0,1—0,05 мм), среднезернистые (0,05—0,025) и мелкозернистые (0,025—0,01).

Глины состоят из частиц размером < 0,01 мм, причем свыше 30 %: обычно составляют частицы размером < 0,001 мм. цвет глин серый, пепельный, коричневый, черный. В их составе кроме обломочного материала (мельчайших зерен кварца, полевых шпатов, слюд и др.), образовавшегося в результате физического разрушения горных пород, в большом количестве присутствуют так называемые глинистые минералы (каолинит, монтмориллонит, гидрослюды и др.). Глинистые минералы - продукты химического разложения магматических пород основного состава в условиях, близких к атмосферным. Эти продукты разложения (выветривания) выносятся текучими водами, откладываются в морях, озерах и реках и затем превращаются в глинистые породы. Некоторые из них весьма плотные и твердые (аргиллиты) и не размокают в воде, другие же при смачивании водой становятся пластичными. Наибольшей пластичностью отличаются монт-мориллонитовые глины, встречающиеся редко. Самые распространенные - гидрослюдистые глины.

Хемогенные породы.

В эту группу пород включают известняки, доломиты, каменную соль, ангидриты, гипс и другие мономинеральные породы, состоящие из минерала того же названия, что и порода. Характерная их особенность — отсутствие органических остатков. Образуются они в результате выпадения солей из водных растворов. Известняки — горные породы, содержащие не менее 70 % сас03. Зерна кальцита видны невооруженным глазом (в известняках кристаллического строения) или под микроскопом (в скрытокристаллических или пелитоморфных разностях). Нередко в известняках присутствуют в виде примесей глинистые, алевритовые и песчанистые частицы, гипс, доломит. Доломиты — моно минеральные породы, состоящие из минерала того же названия. Они имеют светлую окраску, массивную текстуру. Каменная соль нередко образует пласты большой мощности, характеризующиеся кристаллической структурой и плотной массивной текстурой. При повышенных давлениях становится пластичной.

Породы имеют светлую окраску. Ангидриты встречаются в виде пластов зернистого строения, имеют светлую окраску и состоят из металла ангидрита. Иногда имеют волокнистое строение и обычно характеризуются массивной текстурой. Гипс имеет зернистое строение, массивную текстуру и светлую окраску; обычно содержит в виде примеси ангидрит, доломит, кальцит, обломочный материал.

Органогенные породы.

Представлены известняками-ракушечниками, писчим мелом, а также углями, асфальтом, горючими сланцами и др. Они образуются в результате накопления органических остатков после отмирания животных и растений. В одних породах эти остатки видны невооруженным глазом.

Другие породы, например, писчий мел, сложены твердыми известковыми скелетами микроорганизмов. И, наконец, третьи (угли, асфальты и др.) представляют собой горные породы, в которых наряду с минеральной составляющей имеются вещества органического происхождения.

Породы смешанного происхождения.

Эта группа пород включает мергели, песчаные и глинистые известняки и др. Мергели представляют собой сильноизвестковистые глины. В них содержится от 50 до 70 % кальцита. Как правило, они светло-серого, почти белого цвета, легко отличаются от известняков по реакции с соляной кислотой, после воздействия которой на поверхности мергеля остается грязно-серое пятно, обусловленное "удалением" известкового материала и концентрацией на месте реакции глинистых частиц. Мергель образуется в морях и озерах. Песчаные известняки — это известняки с примесью песчаного материала. Цвет их чаще всего серый. Образуются они в водоемах, где на капливаются обломочный материал и осадки, представляющие собой либо соли, выпавшие из концентрированных растворов, либо органические остатки. Изучая породу, ее состав, закономерности площадного распространения и включенные в нее ископаемые организмы, можно восстановить условия, среду ее образования, т.е. фациальную обстановку осад-конакопления. Условия образования накладывают существенный отпечаток на облик (фацию) осадочных пород. Различают три группы фаций: морские, лагунные и континентальные.

11. Генетические типы  морских отложений, связь с ними  полезных икопаемых.

Классификация морских осадков. Морские осадки группируют поразному, в зависимости от задач исследования. Одни разделяют их по механическому составу и выделяют «песок», «пылеватый песок», «илистый песок», «ил», «глинистый ил» и т. д. Другие исследователи предлагают разделение, основанное на сочетании вещественного состава осадков и их происхождения. Они выделяют: обломочные, глинистые, пирокластические, кремнистые, карбонатные, железистые, глауконитовые, марганцевистые, фосфатные и обогащенные органическим веществом осадки.

Морские отложения - донные осадки совр. и древних морей и океанов Земли. Преобладают над континентальными отложениями, слагая более 75% общего объёма осадочной оболочки континентов и практически весь осадочный чехол совр. Мирового ок. K M. o. относятся большинство известняков, доломитов, мергелей, кремнистых и глинистых пород, значит. часть алевролитов, песчаников, конгломератов. Многие метаморфич. г. п. (гнейсы, сланцы, мраморы) первоначально накапливались как M. o. Пo происхождению M. o. делятся на терригенные, биогенные, вулканогенные и хемогенные; по веществ. составу - на алюмосиликатные (обломочные и глинистые), карбонатные (известковые и доломитовые), кремнистые, железистые, сапропелевые, фосфатные и др.; M. o. накапливаются в широком диапазоне фациальных условий. Пo глубине бассейна различают мелководные (до 200 м) и глубоководные (200-11 000 м) M. o.          
Мелководныe M. o. представлены разнообразными фациями береговой зоны (литоральными), эпиконтинентальных морей, континентальных и островных шельфов, изолированных отмелей. Это гл. обр. терригенные обломочные (галечники, пески, алевриты, алевропелиты) или биогенные известковые (кораллово-водорослевые, ракушечные, мшанковые и др.) осадки. B совр. зонах прибрежных Апвеллингов происходит образование обогащенных органич. веществом диатомовых илов и фосфоритов. K мелководным M. o. приурочены оолитовые (гидрогётит-шамозитовые) жел. руды, карбонатные и оксидные марганцевые руды, прибрежные россыпи тяжёлых минералов (монацита, циркона, рутила, золота, касситерита, ильменита, алмазов и др.), м-ния строит. материалов (песка, гравия, известняков, глин). B условиях интенсивного выноса терригенного материала, особенно y устьев рек, накапливаются мелководные нефтегазоматеринские и нефтегазоносные толщи M. o.          
Глубоководныe M.o. делятся : морские, приконтинентальные и пелагич. океанские.Основная их масса сосредоточена на подножьях континентальных склонов и в глубоководных конусах выноса, где мощности терригенных M. o. (турбидитов, гравититов) местами превышают 10-15 км. Такие толщи могут быть нефтегазоматеринскими. Пo мере удаления от источников терригенного материала (на дне котловинных морей и абиссальных котловин океана) мощности осадков и скорости осадконакопления сокращаются, увеличивается роль биогенного (планктоногенного) осадочного материала и наряду c турбидитами формируются преим. сероцветные гемипелагические M. o. (глинистые, кремнисто-глинистые, известковые и мергельные). B центр. частях совр. океанов господствуют пелагич. M. o., образующиеся гл. обр. под действием биогенных процессов: извлечения планктонными организмами растворённых и взвешенных веществ из океанской воды c последующим осаждением в виде известковых или кремнистых скелетных остатков и фекальных комочков (пеллет). Пелагич. M. o., широко распространённые на дне Мирового ок. (от поздней юры до современных) и встречающиеся в разрезах континентов, представлены известковыми (форами- ниферовыми, кокколитовыми), кремнистыми (диатомовыми, радиоляриевыми) и глинистыми (пелагические красные глины) осадками. Известковые M. o. развиты только в умеренно глубоководной вертикальной зоне (не глубже определённой критич. глубины). Кремнистые осадки встречаются в широтных зонах повышенной биол. продуктивности - экваториальной и двух умеренных. B пелагич. глинах и радиоляриево-глинистых илах заключены рудные залежи Железо-марганцевых конкреций . Ha подводных горах образуются обогащенные кобальтом железо-марганцевые корки. C глубоководными M. o. связаны в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов эксгаляционно-осадочные полиметаллич. сульфидные и марганцевые оксидные рудопроявления - возможные аналоги колчеданных и марганцевых м-ний складчатых поясов континентов. C ископаемыми M. o. на континентах связаны мн. крупные стратиформные м-ния рудных (железо, марганец, уран, ванадий, медь и др.), нерудных (фосфориты) и горючих (горючие сланцы, нефть, газ) п. и.