2017-12-14
799
В самом общем виде процесс образования осадочных пород можно представить в виде следующей схемы: возникновение исходных продуктов путем разрушения материнских пород, перенос осадочного материала с частичным осаждением его на путях переноса, осаждение вещества в водных бассейнах, возникновение и преобразование осадков, переход их в осадочные породы. Дальнейшее преобразование осадочной породы связано с большими глубинами, где породы подвергаются катагенезу и метаморфизму. Выходя на дневную поверхность, они выветриваются. Таким образом, возникновение и изменение осадочной породы представляет ряд последовательных процессов, то есть стадии.
1ая стадия – возникновение исходных продуктов. Так как эти продукты возникают благодаря выветриванию, то есть гипергенезу, её называют стадией гипергенеза.
2ая стадия – перенос и осаждение вещества, стадия седиментогенеза, образования осадков.
3я стадия – возникновение осадочной породы называется диагенезом.
4ая стадия – катагенез и метагенез это постдиагенетические вторичные изменения.
Стадия гипергенеза
Это первый подготовительный этап образования осадочной породы. Разрушение материнских пород на поверхности Земли под действием воздуха, воды, льда, изменения температуры, жизнедеятельности организмов называется выветриванием. Различают физическое и химическое выветривание.
При физическом выветривании происходит, как правило, только раздробление пород без образования новых минералов. В результате же химического выветривания возникают новые минералы благодаря окислению, гидратации и выщелачиванию материнских пород. Оба типа выветривания тесно связаны между собой и в природе неотделимы друг от друга.
Физическое выветривание. основными факторами физического выветривания являются изменения температуры, разрушающая деятельность воды, льда и ветра. В жарких районах и пустынях наблюдаются большие перепады температур из-за лишённости растительного покрова, сглаживающего колебания температур. В горных районах характерно суточное колебание температур. Суточные изменения температуры приводят к расширению и сжатию минералов, в результате чего в породах появляются мельчайшие трещины. В трещины попадает вода, замерзает и расширяет их. Большую разрушительную работу производят текучая вода, волны прибоя, движущийся лед. Практически речная вода сносит в океан, большую часть разрушенного материала.
Физическое выветривание приводит к образованию обломков пород и минералов различной величины. В горных районах породы разрушаются быстро. В районах с плоским рельефом, накапливается мощный чехол продуктов выветривания. Эти рыхлые образования находясь длительное время на поверхности Земли подвергаются глубокому химическому выветриванию. Таким образом, в районах с расчлененным рельефом преобладает физическое выветривание, а в районах с плоским рельефом химическое выветривание.
Химическое выветривание. Химические реакции между раздробленными минералами и почвенными водами приводят к образованию растворенных веществ и твердых остаточных продуктов. Растворенные компоненты поступают в систему подземных вод и в конечном итоге попадают в потоки и выносятся в мировой океан. Главным средством переноса воды с растворенными компонентами с континентов в океан, несомненно, являются реки.
Реакции между минералами пород и почвенными водами выражены в процессах гидратации, гидролиза, окислении, восстановлении, катионного обмена и растворения.
Гидратация – процесс присоединения воды и вхождения её в кристаллическую решетку минералов.
гематит –Fe2O3 +H2O = Fe2O3.nH2O – лимонит
ангидрит – CaSO4 +2H2O = CaSO4.2H2O – гипс
Гидролиз – при гидролизе вещество под действием воды расщепляется на более простые соединения. Например, ортоклаз переходит в кварц и каолинит.
4KAlSi3O8 + 6H2O = 4KOH + 8SiO2 + Al4Si4O10(OH)8
Окисление – при окислении участвуют вода и кислород, в результате образуются окислы и гидроокислы железа, меди цинка и т. д.
Восстановление – возникает в результате разложения органического вещества без доступа кислорода, с участием органического углерода, так образуются пирит, халькозин, сидерит и др. минералы.
Катионный обмен заключается в изменении состава минералов без изменения их структуры. Это происходит за счет замещения одних катионов, непрочно удерживающихся в кристаллической решетке, другими. Считают что именно с этим процессом связано накопление калия в осадке и вынос натрия в океан.
Растворение. Главный растворитель вода. Большое влияние на растворимость минералов оказывает рН. Карбонаты, полевые шпаты и плагиоклазы растворяются в кислых средах. Кремнезем растворяется в щелочных средах. Процесс растворения вещества сопровождается выносом продуктов растворения из породы, с образованием пор, крупных полостей, карстовых воронок, пещер. Наибольшей растворимостью обладают хлориды: галит, сильвин и др. Менее растворимы сульфаты, карбонаты.
Таким образом, при химическом выветривании образуются новые минералы, устойчивые в условиях поверхности Земли. К ним относятся глинистые минералы, гидроокислы железа и алюминия, халькозин, сидерит, малахит и др.
Седиментогенез
Стадия седиментогенеза включает в себя перенос и осаждение ранее выветрелых веществ. Перенос и осаждение вещества осуществляется ветром, под влиянием силы тяжести, льдом, талыми и дождевыми водами, речными потоками и в водных бассейнах.
1. Перенос и осаждение обломочных частиц ветром. Пыльные бури в засушливых и степных районах в одних местах сдувают нацело почву, а в других откладываются десятки сантиметров пыли. Пыль их Сахары является заметным компонентом глубоководных осадков центральной части Атлантического океана. Пепловые частицы, выброшенные в атмосферу во время извержения вулканов, образуют мощные прослои пепла за десятки километров от места извержения. Перемещение зерен обломков пол действием ветра, в основном, происходит также как и в водной среде (перекатывание по дну и перемещение во взвешенном состоянии).
Во время песчаных бурь песок, а иногда и мелкий щебень поднимаются на высоту до двух метров, выше поднимается пыль. Песчаные бури Ливийской пустыни почти не содержат пыль и представляют собой низкое облако с резко ограниченной верхней поверхностью. Так образуются песчаные формы рельефа барханы. Гораздо подвижнее песка пыль, образующие пыльные бури. Черные пыльные бури выдувают и переносят чернозем. Бурые и красные бури это бури пустынь. Белые бури переносят соль.
2. Перенос и осаждение под влиянием силы тяжести происходит по склонам возвышенностей. Осадки, образованные под влиянием силы тяжести называются коллювий. Наиболее крупные накопления образуются при обвалах и оползнях. Особенно крупные обвалы вызываются землетрясениями. Верненское землетрясение 1889 года образовало, по реке Большая Алматинка, глыбы до 500тонн. На Памире в 1911 году на реке Бартан объем обвалов был в 50 раз больше Алматинского. Этот обвал является самым крупным из прошедших обвалов в историческую эпоху Земли. Оползни имеют местное значение, во время которых происходит медленное сползание масс вниз по склону. Обвалы и оползни характеризуются плохой сортировкой материала.
3.Перенос и осаждение обломочного материал льдом. Характер движения горных ледников находится в прямой зависимости от массы льда и уклона поверхности. При этом, в суженных участках долины, ледник движется быстрее, чем в расширенных. Ледники несомненно переносят огромные количества материала, но общая площадь ледников значительно меньше по сравнению с площадью речных бассейнов. Ледниковые осадки называются моренами. Морены характеризуются неотсортированность материала, крупные глыбы соседствуют с тонким пелитовым веществом. Некоторые ледники достигают больших размеров. Ледник Федченко на Памире имеет 77км. в длину, 4км. в ширину и 550м. в толщину. Ледники Заилийского Алатау: Туюк- Су, Богдановича, Коржневского, Богатырь, Жангарлык.
4. Перенос и осаждение талыми и дождевыми водами. Талые и дождевые воды, сбегающие по поверхности Земли многочисленными струйками, переносят очень много обломочного и растворенного вещества. Показателем деятельности талых вод является то, что взвешенные частицы выносятся реками, особенно равнинными, во время весеннего паводка, образуя мутные реки. не менее велика роль дождевых вод. После сильных дождей наблюдаются многочисленные конусы выноса у устьев рек и оврагов, а также по склонам возвышенностей – пролювий. Процесс разрушения водными потоками называется эрозией.
5. Перенос и осаждение речными водами. Временные потоки и реки концентрируют обломочный материал с большой площади сноса. Практически речная вода сносит разрушенный материал в мировой океан, оставляя незначительную часть на путях переноса. Каждая река вместе с притоками дренирует определенную территорию, получившую название водосборного бассейна. Бассейны смежных рек разделены водоразделами. Основные источники питания рек: дождевые, снеговые, ледниковые и за счет подземных вод. Осадки образованные речными водами называют аллювий.
