Файл: Отделение Технологии геологической и геофизической разведки Дисциплина Седиментология.pptx

• Большую роль при выветривании минералов играет фактор дисперсности. Так, полевые шпаты, устойчивые к воде и соляной кислоте, измельчённые в порошок (диаметр менее 0,002 мм), заметно растворяются в воде и почти полностью растворяются в соляной кислоте.
• Одним из показателей химической устойчивости минералов является их растворимость в воде. При повышении давления и температуры растворимость минералов в воде, как правило, возрастает. Ещё более интенсивно минералы растворяются в кислотах. Природные воды часто содержат растворы различных кислот – угольной, серной, гуминовой и др. И, хотя эти растворы обычно имеют малую концентрацию, наличие их является важным фактором химического выветривания.
• Таким образом, способность минералов по-разному противостоять внешним воздействиям приводит к тому, что в процессе выветривания происходит концентрация устойчивых минералов и уменьшение содержания (вплоть до полного исчезновения) неустойчивых минералов в продуктах выветривания.

• В неоднородных по минералогическому составу породах в процессе выветривания происходит выщелачивание легкорастворимых минералов и образование пустот, т.е. проявляется избирательный характер выветривания.
• Продукты выветривания по отношению к коренным породам делятся на остаточные − оставшиеся на месте разрушения, и перемещенные − унесенные с мест разрушения в результате действия силы тяжести, атмосферных осадков и др.

Климатические факторы

• Условия осадкообразования определяются климатом, рельефом и геотектоническим режимом территории. Из этих трех факторов наибольшее значение имеет климат. По климатическому признаку Н.М. Страхов выделил следующие типы литогенеза:
• 1) гумидный − с климатом влажных зон, с положительными температурами большую часть года, с превышением количества осадков над испарением;
• 2) аридный – с климатом пустынь и полупустынь, с дефицитом влаги;
• 3) нивальный, или ледовый – с климатом полярных и высокогорных областей.
• По источнику исходного вещества Н.М. Страхов выделил четвёртый тип литогенеза – эффузивно-осадочный, связанный с областями прошлой и современной вулканической деятельности.

• Таким образом, в процессе выветривания образуются:
• обломочный материал;
• новые устойчивые в условиях поверхности Земли минералы;
• коллоидные и истинные растворы.

Стадия седиментогенеза

• Вслед за выветриванием и одновременно с ним происходит перенос и осаждение вещества, т.е. образование осадков. Характер процессов осадкообразования, их направление и интенсивность определяются геологическими и физико-географическими условиями − рельефом и климатом. В связи с этим в разных климатических зонах осадкообразование проявляется по-разному.

Осадкообразование в областях с гумидным климатом

• Главными агентами переноса и осаждения обломочного материала являются текучие воды, второстепенными – ветер, сила тяжести
• Перенос и отложение дождевыми и талыми водами. Продукты выветривания, накапливающиеся на склонах гор и возвышенностей, перемещаются дождевыми и талыми водами по мере возникновения этих потоков и на небольшие расстояние. В связи с этим обломочные частицы слабо окатаны и плохо отсортированы. Они находятся то в воздухе , то в воде. В результате образуются делювиальные (склоновые) и пролювиальные (у подножья склонов) осадки.

• Эти отложения характеризуются своеобразной потоковой слоистостью, т.е. чередованием косых однонаправленных и горизонтальных серий слоёв. Косые, крутонаклонённые серии грубого материала – результат действия временного потока, а горизонтальные серии, сложенные более тонким материалом – осадки временных водоёмов.

Перенос и осаждение обломочного материала речными водами

• Совместно с временными потоками огромную работу по транспортировке и отложению продуктов разрушения совершают реки − стабильные водные потоки, скорость течения которых определяется рельефом земной поверхности. В горных районах углубление рельефа, где располагается русло, имеет вытянутую протяженную форму, а в равнинных условиях русло с многочисленными притоками образует сложную речную систему

• Транспортирующее значение реки зависит от скорости её течения, которая изменяется в широких пределах. Для равнинных рек максимальная скорость течения составляет 1,51,6 м/сек, для горных – 58 м/сек. Речные воды переносят осадочный материал в растворенном виде, волочением по дну и во взвешенном состоянии.

• Осадки равнинных рек сложены главным образом песчаными и глинисто-алевритовыми отложениями, в реках горных областей широко распространены галечниковые и валунные отложения

Перенос и осаждение обломочного материала в водных бассейнах

• В морские и озёрные бассейны поступают с суши растворённые в воде вещества и часть обломочного материала, не осевшего на путях переноса. Значительная масса обломочного материала попадает в водоёмы в результате размыва берегов.
• Главными агентами переноса вещества в водных бассейнах являются течения и волнения.
• Течения возникают в результате разнообразных причин:
• ветра, вызывающего постоянные и периодические течения (дрейфовые);
• различия в плотности воды (конвекционные);
• различия уровней в соседних бассейнах (сточные);
• благодаря приливам и отливам (приливно-отливные).

• Течения вовлекают в кругооборот почти всю толщу воды шельфа до глубины 200250 м, иногда до глубины 10002000 м. Скорость морских течений изменяется в широких пределах: от 0,01 до 3,0 м/сек.
• Наиболее интенсивно деятельность течений проявляется в периферической части бассейнов, которая является областью береговых и циркулярных течений. Существуют также транзитные течения (типа Гольфстрим), переносящие осадочный материал. Центральные части многих бассейнов лишены течений. Это халистатические зоны.

• Осаждение вещества происходит не только в текучей, но и спокойной воде под влиянием силы тяжести. Скорость осаждения в таком случае зависит от размера, плотности, формы частиц. Для этих отложений характерна горизонтальная слоистость.

Перенос и отложение коллоидов и истинных растворов

• Воды рек приносят в бассейны седиментации огромное количество вещества в виде коллоидных и истинных растворов.
• Коллоидные растворы (системы) – дисперсные системы, промежуточные между истинными растворами и грубодисперсными системами (суспензиями и эмульсиями). Коллоидные растворы могут быть в виде золей (наиболее дисперсное состояние) и гелей (студенистые образования). Последние образуются после свёртывания (коагуляции) коллоидов при изменении химического состава, температуры раствора. В массовых масштабах коагуляция коллоидов наблюдается в прибрежной области моря при смешивании пресных вод с суши и солёных морских вод. Однако, при повышенной активности вод коллоидные частицы выносятся в более глубоководную зону моря и там осаждаются.

• В виде коллоидов переносятся глинистые минералы, кремнезём, органическое вещество, соединения Fe, Mn, P, ряда малых элементов (V, Cr, Ni, Co и др.).
• В виде истинных (ионных) растворов переносятся все легкорастворимые соли: хлориды, сульфаты, карбонаты, частично соединения Mn и P.
• В областях с гумидным климатом осаждаются и накапливаются карбонаты, фосфаты, соединения Fe и Mn. Легкорастворимые хлориды и сульфаты остаются в растворах.

Осаждение, связанное с деятельностью организмов

• Живые организмы обладают специфической способностью извлекать из растворов и концентрировать в своём теле, скелете или раковине вещества, присутствующие в растворах в количествах, иногда далёких от насыщения.
• В тёплых морях, где концентрация карбоната кальция достигает насыщения и перенасыщения, процесс идёт интенсивнее. Наблюдается массовое развитие организмов с карбонатным скелетом. В таких водоёмах образуются ракушечники, коралловые рифы.

• Организмы с кремневым скелетом (губки, радиолярии, диатомеи) извлекают кремнезём из холодных морских вод, хотя содержание его далеко от насыщения. Отмирая, они образуют кремнистые осадки – радиоляриевые, диатомовые илы.
• Большую роль в образовании органогенных осадков играет наземная и водная растительность, концентрирующая углерод. Обширные заболоченные леса в долинах рек и на приморских равнинах дают начало торфу и ископаемым углям. Скопления фитопланктона морей и лагун приводят к формированию битумов и нефти.

• Органические остатки на дне могут быть разного происхождения:
• 1) биоценозы − прижизненные скопления организмов, обитающих вместе на определенном участке дна бассейна;
• 2) снесенные на дно донными течениями и суспензионными (мутьевыми) потоками;
• 3) остатки организмов, которые вели планктонный или свободноплавающий образ жизни;
• 4) остатки наземных организмов, принесенные с прилежащей суши;
• 5) органические остатки из размытых при абразии более древних пород, слагающих берег.

Осадкообразование в областях аридного климата

• Перенос и осаждение обломочного материала
• Главным агентом переноса и осаждения обломочного материала является ветер, второстепенными – вода и сила тяжести.
• Ветры возникают благодаря неравномерному нагреванию воздуха. Они переносят частицы во взвешенном состоянии и путём перекатывания. В процессе переноса обломочные частицы окатываются и сортируются по размеру. Эоловые пески – наиболее отсортированные отложения. Бесчисленные столкновения песчинок между собой и с поверхностью скал приводят к полировке их поверхности. Характерные формы рельефа – барханы и дюны, песчаные гряды и бугры

• В областях с засушливым климатом атмосферные осадки выпадают в виде кратковременных ливней. Образуются временные потоки, переносящие огромную массу разнообразного обломочного материала. У подножий гор и возвышенностей возникают веерообразные конусы выноса обломочного материала (пролювий) . Эти отложения неокатаны и почти не отсортированы.
• После таяния снегов и кратковременных ливней в пониженных участках пустынь образуются временные водоёмы, которые быстро высыхают. На их месте образуются глинистые пространства с трещинами усыхания – такыры

Перенос и осаждение растворённых веществ

• Основная масса растворённого вещества поступает в аридные области через реки и подток воды из морских и океанических бассейнов в заливы и лагуны. Небольшая часть вещества поступает в результате химического выветривания в пределах самой аридной зоны.
• Преобладание испарения над количеством выпадающих осадков создаёт идеальные условия для выпаривания воды и химического осаждения вещества

• Существует определённая закономерность в расположении озёр, обусловленная климатом: содовые озёра с невысокой минерализацией воды располагаются на периферии аридной зоны; сульфатные озёра с более высокой минерализацией – в полупустынях; хлоридные – в центральных частях аридных зон − в пустынях

Осадкообразование в областях нивального климата

• Главный фактор переноса – лёд (ледники и плавающие льды); второстепенные – вода по периферии ледников и сила тяжести (перемещение и накопление осадков на склонах).
• Сведения о деятельности ледников относятся главным образом к современным горным ледникам. В зависимости от формы и режима различают два основных типа горных ледников: каровые и долинные. Каровые ледники (пиренейский тип) формируются в чашеобразных углублениях на склонах гор . Долинные ледники (альпийский тип) потоками сползают в горные долины

• Ледник при движении разрушает ложе, шлифует его выступы, царапает их обломками пород, вмерзшими в лед, переносит на большие расстояния продукты разрушения горных пород. Материал, перемещенный ледником, имеет самые различные размеры: от тонких глинистых частиц до глыб огромного размера и массы. Материал отлагается при таянии и отступании ледника в виде различных морен: конечных, донных, срединных, боковых, поверхностных . Морены представляют собой смесь глины и песка с гравием и валунами. Характерная черта морен − отсутствие сортировки материала