Свойства структур, текстур обломочных пород

На практике использование понятия «структура» в основном свелось к характеристике размерных параметров зёрен. В связи с этим понятие «структура» в петрографии не соответствует понятию «структура» в кристаллографии, структурной геологии и других науках о строении вещества. В последних «структура» больше соответствует понятию «текстура» в петрографии и отражает способ заполнения пространства.^[1]. Если принять, что «структура» является пространственным понятиям, то следующие структуры нужно считать бессодержательными: вторичные или первичные структуры и текстуры; кристаллические, химические, замещения (разъедания, перекристаллизации и т. д.), деформационные структуры, ориентированные (3-280), остаточные структуры (3-282) и пр.^[2] (в скобках — номер тома и номер структуры в списке). Поэтому эти «структуры» названы «ложными структурами».

Текстура Структура — это множество структурных, элементов, характеризуемое размерами зерен и их количественными соотношениями.

Текстура является одной из важнейших понятий в петрографии горных пород. Текстура отражает способ заполнения пространства элементами структуры. Естественно, что расположение элементов структуры в пространстве во многом определяется условиями образования пород^[1]. Тем не менее, все текстуры имеют общие свойства, которые позволяют рассматривать текстуры независимо от условий образования пород.

При проведении конкретных классификацийобычноиспользуются линейные параметры зерна с последовательностью хотя количественные оценки распространённости осуществляются через площадные (процентные) параметры. Эта последовательность может иметь значительную длину и никогда не строится. Обычно же говорят только о пределах изменения параметров, называя максимальные (max) и минимальные (min) значения размеров зерен.Одно из направлений представления — использование числовых рядов, которые строятся также как и указанная выше последовательность, но вместо ставиться знак суммы. Свертка всех последовательностей осуществляется объединением равных элементов и сложением их площадей. Тогда имеем последовательность:

Выражение означает, что измерена площадь, занимаемая всеми сечениями тех зерен , размер которых равен.Эта особенность зёрен позволяет проводить числовой анализ полученных соотношений. Во-первых, параметр можно рассматривать как значения координатной оси и таким образом строить некоторый график.Во-вторых, последовательность можно ранжировать, например, по убыванию коэффициентов, в результате получается ряд. Именно этот ряд и называется структурой данного сечения породы, он же является и определением понятия «структура». Параметр есть элемент структуры, а параметр — длина структуры. По построению. Такое представление структуры позволяет проводить сравнение различных структур между собой.

Структура элементарна, если, то есть. Структура совпадает со своим элементом, то есть или %. Тогда порода сложена зернами, размерные параметры которых равны друг другу. Эта структура называется равномерно-зернистой. Множество равномерно-зернистых структур образуют класс равномерно-зернистых структур, в котором каждая структура отличается параметром. Если, то структура образована зернами, размер которых изменяется в некоторых пределах. Это — структуры неравномернозернистые, их множество- класс неравномерно- зернистых структур. В неравномерно-зернистой структуре.

Класс неравномерно-зернистых структур является обобщением класса равномерно-зернистых структур. В классе неравномерно-зернистых структур выделяются подклассы:

1. подкласс собственно неравномерно-зернистых структур;
2. подкласс порфировых структур (или структур включения) класса неравномерно-зернистых структур.
3. подкласс порфировидных структур класса неравномерно-зернистых структур. От предыдущего подкласса отличается тем, что основная масса неравномерно-зернистая и отличие размеров порфировых зерен от размеров зерен основной массы менее резкое.

Глава 2. Стадии образования осадочных пород

СТАДИИ И ФОРМА СЕДИМЕНТО- И ЛИТОГЕНЕЗА

Индивидуальная история почти каждой осадочной породы весьма длительна, осадочные породы практически постоянно меняются (Григорьев, Мякишев, 1969), и в этом они также не похожи на магматические породы, которые образуются быстро, фактически мгновенно, при застывании магмы и ее кристаллизации, и потом они в течение сотен миллионов лет почти не меняются, если не попадают в зону гипергенеза. А становление осадочных пород постепенное, они проходят много стадий образования и преобразования, начиная с мобилизации вещества для будущих осадков, его перемещения к месту отложения, самого процесса седиментации, или накопления осадка, чем заканчивается надстадия седиментогенеза (Заславский, 1983; Зорин, 1979; Крюков, 1971; Наливкин, 1955-1956; Океан, 1971; Современные 1961; Степанов, 1983). После накопления осадка наступает вторая важнейшая стадия - образование из осадка породы, - которая называется чаще всего диагенезом. Образовавшаяся осадочная порода, попадая на все большие глубины с повышающимися температурой и давлением, вынуждена приспосабливаться к ним и сильно меняться, так как ее составные части и строение были сформированы в совсем иных термодинамических условиях экзосферы. Эти изменения называются катагенезом и метагенезом. Последняя стадия - преддверие полного метаморфизма.

Таким образом, формирование осадочных пород проходит следующие надстадии и стадии (Тимофеев и др., 1974 и др.):

I. Седиментогенез.

1. Мобилизация: выветривание и вулканизм.

2. Перенос, или миграция, вещества.

3. Накопление, или седиментация.

II. Литогенез.

4. Диагенез.

5. Катагенез, или эпигенез.

6. Метагенез.

Большинство пород проходит все эти стадии. Однако в истории многих пород ряд стадий выпадает либо они еще не вступили в превращения той или иной стадии. Хотя формально мобилизация вещества выделяется в истории каждого осадка и породы, но, если рассматривать по существу и в особенности по формам, ее можно не различать в образовании элювиальных пород. В самом деле, кора выветривания формируется по готовым, существующим и любым породам, вещество которых уже мобилизовано, т.е. собрано вместе за цикл прежнего породообразования, а к данному этапу мобилизация уже не имеет отношения. В истории автохтонных углей отсутствует форма мобилизации - выветривание (как и вулканизм), т.е. не выделяется стадия мобилизации в этих литологических формах. Естественно, биологические формы мобилизации (поглощение СО₂ из воздуха, воды, минеральных веществ и азота из почвы) происходят, как и химические формы мобилизации, при формировании пород коры выветривания. Точно так же формируются биорифы, без выветривания и вулканизма, а мобилизация вещества совершается на более низком, биохимическом уровне. Выветривание отсутствует при образовании туфов, но здесь вещество мобилизуется вулканическим, а именно эксплозивным (взрывным) способом. В истории каких еще пород отсутствует стадия выветривания.

Субаэральное выветривание. Выветривание на суше изучено довольно хорошо. Ему посвящены работы Г.А. Траутшольда, В.В. Докучаева, В.Б. Полынова, А.Е. Ферсмана, И.И. Гинзбурга, Е.В. Шанцера и многих других геологов и литологов. Основными агентами выветривания здесь, как и на дне водоемов, являются вода, кислород, СОг, другие газы, живые организмы, органическое вещество, кислоты, щелочи, солнечное тепло и колебания температуры, а также ветер, сила тяжести, а основными процессами - морозное и температурное разрыхление, расклинивающее действие корней, замерзание воды, роста кристаллов солей, тектонические разрывы, составляющие физическое и механическое выветривание, а также гидролиз, гидратация, окисление, выщелачивание, синтез новых минералов и другие процессы, составляющие химическое выветривание, перемешивание почвы дождевыми червями, действие роющих животных и другие, составляющие биологическое выветривание, часто рассматриваемое как механическое (Ганесян, 1962; Герасимова, 1987; Дюмофор, 1970; Неустроев, 1977). Почти всегда все или многие факторы и процессы действуют совместно, комплексно, но все же в разных обстановках доминирует какой-то один или группа близких факторов и процессов, что и позволяет, с определенной условностью, говорить о разных видах выветривания (Кашик, Карпов, 1978; Кора 1968; Физические и химические фации, 1968).

Главным фактором физического выветривания являются температурные колебания: суточные, сезонные, а также погодные. Вследствие анизотропии кристаллов коэффициенты их линейного расширения при нагревании днем или летом различаются по разным направлениям, что даже при небольшом числе повторений в твердом теле порождает микротрещины, которые со временем только расширяются. Монолитная порода становится рыхлой, превращается в развал каменистый (или руины) сначала блоковый, потом глыбовый, щебенчатый, дресвяный, песчаный и, наконец, алевритовый - предел физического разрушения. Еще более интенсивно этот деградационный процесс идет в полиминеральной породе. Во влажных, особенно теплых зонах Земли к нему сразу или вскоре подключается химическое выветривание, а при недостатке тепла или влаги - в полярных и пустынных зонах - формируется более или менее чистый физический элювий,представленный обломочной корой выветривания - каменистыми развалами. Мощность такой коры обычно до первых метров, реже - в пустынях Австралии, Сахары и Центральной Азии - до 30-40 м. Коренная порода в обломках остается химически свежей, неизмененной, т.е. седиментологически незрелой. Эта незрелость проявляется и в несортированности, неслоистости и неокатанности материала. Однако сверху обломки бывают идеально округлены, но не окатыванием, а дефляцией и ветровым срезанием выступающих углов. Такие валуны легко принять за ледниковые или водные.