Вулканогенный (пирокластический) материал

Составные части осадочных горных пород

Осадочные породы состоят из различных по составу и генезису компонентов:

1. Аллотигенные компоненты (главным образом, обломки минерпалов и пород)
2. Аутигенные компонеты
3. Органические остатки
4. Вулканогенный материал
5. Космогенный материал

Аллотигенные компоненты принесены из областей сноса. Главным образом, представлены обломочным материалом. Эти компоненты слагают основную массу терригенных и глинистых пород, в качестве примесей входят в состав многих осадочных горных пород.

В осадочных горных породах известно более 200 аллотигенных минералов (главным образом, это минералы, наиболее устойчивые в условиях земной поверхности).

Среди этих минералов особо следует выделить кварц. Важную роль играют также каолинит, гидрослюды, оксиды и гидроксиды железа, полевые шпаты, слюды. В осадочных породах нередко присутствуют также обломки различных по составу и генезису горных пород (магматических, метаморфических, осадочных).

Большинство обломков аллотигенных компонентов в той или иной степени окатаны. Нередко аллотигенные компоненты образуют в осадочных горных породах определенные ассоциации, по которым можно уверенно судить о составе горных пород и удаленности источника сноса материала, что важно для палеогеографических реконструкций.

Аутигенные компоненты. Их отличительной чертой является образование in situ, т.е. непосредственно в самой осадочной горной породе. Аутигенность минералов определяется по целому ряду признаков: идиоморфизму кристаллов, выполнению ими пустот и пор в породе,сферолитовому и оолитовому строению, наличию коллоидных и метаколлоидных структур, характеру замещения обломочных зерен и т.д. Среди аутигенных компонентов наибольшее значение имеют глинистые минералы, карбонаты, сульфаты, галогениды, оксиды и гидрокмсиды железа, марганца, алюминия, опалЮ халцедонЮ фосфатыЮ хлорит, глауконит и т.д. Аутигенные минералы резко преобладают в составе карбонатных, фосфатных, глиноземистых (аллитных), марганцевых пород, эвапоритов. Высока их роль в составе глинистых пород, цементе обломочных пород. Они слагают конкреции разнообразного состава, формы и размеров.

Часто аутигенные минералы являются надежными индикаторами физико-химических условий среды образования осадочных горных пород (pH, Eh, степень солености, температурный режим).

Например, гидроокислы железа выпадают в осадок при pH>2-3, опал образуется в кислых, слабокислых и нейтральных условиях, карбонатные минералы (кальцит и доломит), напротив, характерны для слабощелочной и щелочной среды. Среди глинистых минералов каолинит образуется в кислой среде, а галлуазит – в слабокислой и нейтральной, а для щелочной среды характерны минералы группа монтмориллонита и гидрослюд.

Пирит является индикатором резковосстановительной, а сидерит – слабовосстановительной, нейтральной или слабоокислительной обстановки. Для образования глауконита необходимы нейтральные или слабоокислительные обстановки. Оксиды и гидроксиды железа и марганца образуются в окислительных условиях среды.

Минералами, свидетельствующими о повышенной солености бассейна осадконакопления являются доломит, сульфаты и разичные соли (галит, сильвин, карналлит и т.д.).

Органические остатки (в том числе, продукты жизнедеятельности организмов). Не путайте с органическими веществами! Содержание органических остатков в породах биогенного происхождения составляет от 50 до 100% (например, угли, некоторые известняки, мел, диатомиты и т.д.).

Наиболее важными организмами являются организмы с карбонатным (фораминиферы, губки, кораллы, брахиоподы, гастроподы и т.д., а также сине-зеленые, зеленые и багряные водоросли), кремнистым (радиолярии, губки, диатомеи) или фосфорнокислым (позвоночные и некоторые брахиоподы) скелетом или раковиной. Кроме того, к ним следует отнести и организмы, концентрирующие углерод и являющиеся породообразователями торфа, углей, части нефтей и битумов (растения суши, фито- и зоопланктон, беспозвоночные, некоторые микроорганизмы). Остатки растений представляют собой углефицированные и гелифицированные ткани, часто сохраняющие клеточное строение. Еще лучшая сохранность строения растительных тканей наблюдается при замещении их минеральным веществом (опал и т.д). Очень хорошо сохраняются споры и пыльца, смола растений.

Беспозвоночные организмы (например, черви) и бактерии в осадочных горных породах, как правило, не сохраняются, но нере5дко сохраняются продукты их жизнедеятельности. Иногда скопления экскрементов животных (птичьего помета в полярных огбластях, на тихоокеанском берегу Южной Америки) дают начало осадочным горным породам (чилийская селитра, копролитовые известняки т.д.)

Кости и зубы позвоночных животных редко являются породообразователями, но позволяют точно определить возраст содержащих их осадочных горных пород.

Вулканогенный (пирокластический) материал

Присутствует как в современных осадках, так и в древних осадочных горных породах.Представлен обломками вулканического стекла, эффузивов различного состава и кристаллокластами полевых шпатов, кварца, пироксенов, амфиболов, слюд, лейцита. В отличие от обломочных (аллотигенных) минералов пирокластика попадает в осадок, н6е подвергаясь обработке водными потоками в процессе транспортировки. Вулканический пепел способен перемещаться воздушными потоками на большие расстояния и его наличие в осадочных горных породах иногда служит хорошим признаком, позволяющим уверенно коррелировать осадочные толщи. При значительном содержании пирок4ластического материала возникают переходные между магматическими и терригенными осадочными породы – туффиты. В областях активной вулканической деятельности природные воды иногда сильно обогащены растворенными веществами – кремнеземом, соединениями железа, марганца. Иногда – меди, свинца, серебра, мышьяка, ртути, цинка), что также оказывает значительное влияние на состав формирующихся здесь осадочных горных пород и иногда является причиной возникновения стратиформных месторождений полезных ископаемых.

Космогенный материал. Вам, несомненно известно, что на поверхность нашей планеты непрерывно поступают метеоритное вещество и космическая пыль, хотя и в значительно меньших количествах, чем на поверхность космических тел, лишенных атмосферы. Общее количество космогенного вещества, достигающего земной поверхности, оценивается в 5-7 тысяч тонн в год. Это сравнитенльно немного. Но в составе глубоководной глины на дне Мирового океана неоднократно отмечалось наличие метеоритных шариков, состоящих из никелистого железа. А в некоторых областях нашей планеты хорошо известны (и даже используются в качестве поделочного камня) тектиты – застывшие капельки космогенного стекла. Э.А. Изох доказал, что тектиты – продукты извержения внеземных вулканов.

Осадок представляет собой продукт только начальной стадии процесса образования осадочных горных пород. После этого осадок подвергается уплотнению и структурным преобразованиям, нередко сопровождающимся существенным изменением минерального состава.

Осадочными называются горные породы, образовавшиеся на земной поверхности или вблизи нее под воздействием физических, химических или биологических процессов и существующие при термодинамических условиях, характерных для верхней части земной коры.

Осадочные породы разнообразны по составу и генезису.

Большинству осадочных пород свойственна пластовая и линзовидная форма залегания.

Пласт –

Протяженность пласта обычно превышает его мощность в сотни или тысячи раз.

Линза –

Современные осадки залегают либо горизонтально, либо полого-наклонно.Более древние породы нередко имеют крутое (иногда даже запрокинутое) залегание и нередко смяты в складки. Подобные складки Вы видель во время учебных геологических практик в устье р. Калтат и в Хакасии.

Обломочные (кластические) структуры характерны для терригенных пород (о греческого «klastos» - «обломок». Для хемогенных пород характерны аморфные, пелитоморфные или кристаллически-зернистые структуры.Для биогенных биоморфные и детритовые структуры.

Внутрипластовая слоистость присуща большинству осадочных пород. Горизонтальная, волнистая, косая, косоволнистая, перекрестная и т.д. Вид зависит от динамики среды осадконакопления: направления и силы течения или ветра, волнения, наличия турбулентных потоков, гравитационной дифференциации. Иногда осадки перемешиваются роющими животными (биотурбация). Подводно-оползневые текстуры зарактеризуются многочисленными изгибами слоев, похожими на складки. Такие структуры свидетельствуют о значительных неровностях дна водоема, где начала формироваться данная порода. Биотурбации и следы подводного оползания относятся к постседиментационным текстурам.

Текстуры поверхностей напластования. В кровле пласта могут сохраниться рельефные поверхности текстуры ряби («знаки ряби») или следы трещин усыхания на поверхности пласта, отпечатки лап животных, следы ползания, мелкие округлые углубления – отпечатки капель дождя. На подошве пласта иногда наблюдаются так называемые гиероглифы – обратные отпечатки следов на кровле нижележащего пласта. Например, состоящие из песчаного заполнителя слепки борозд и ямочек на илистом дне водоема.

В сотаве многих осадочных пород кроме минералов присутствуют органические вещества. Иногда органические вещества являются породообразующими (например, в углях, торфе), но чаще всего они присутствуют как примесь к минеральным компонентам (битуминозные известняки)

Для осадочных пород характерна гетерогенность (разное происхосхождение) составляющих их компонентом и многостадийность их образования.

По времени образования выделяют 2 группы компонентов:

Аллогенные (возникшие разными способами ранее и не на месте образования осадка, а принесенные туда водными потоками, ветром, льдами, перемещенные силами гравитации)

Аутигенные («на месте рожденные») минералы.

Часть осадочных пород практически целиком состоит из аллогенных компонентов (обломочные породы – пески, галечники), другие, напротив, сложены практически нацело аутигенными компонентами (угли, соли, гипсы), Большинство же осадочных пород содержит как аллогенные, так и аутигенные компоненты (песчаники, алевролиты и т.д).

Конкреции – минеральные хемогенные или биохемогенные стяжения различной формы и размеров (от долей миллиметра до нескольких метров в поперечнике), отличающиеся от вмещающей их породы по составу, структуре и физико-механическим свойствам (обычно обладают повышенной крепостью). Центрами (зародышами) дл\я роста конкреций могут служить фрагменты останков животных, растений, сообщества бактерий и водорослей, обломки минералов и породЮ зерна аутигенных минералов. Иногда такие конкреции являются ценными полезными ископаемыми: сидериты, железо-марганцевые конкреции

Стадии:

Зона осадкообразования

1. Мобилизация
2. Транспортировка
3. Накопление (седиментация)

Стратисфера

1. Диагенез
2. Катагенез
3. Метагенез

Зона осадкообразования – приповерхностное земное пространство (включает поверхность Земли, всю гидросферу,, где происходят физические, химические, биологические процессы, приводящие к образованию осадков