1. Литология как наука и ее задачи Общие сведения о минеральном и химическом составе осадочных пород
 Скачать 0.94 Mb.
|
|
1. Литология как наука и ее задачи 2. Общие сведения о минеральном и химическом составе осадочных пород 3. Последовательность формирования осадочной породы 4. Цикл преобразования пород 5. Источники осадочного материала: а) литосфера – роль физического и химического выветривания в образовании исходного материала; кора выветривания; б) атмосфера; в) гидросфера – роль подводного выветривания и организмов в образовании исходного материала; г) участие эндогенных источников (магматизм) в накоплении осадочного материала; 6. Условия транспортировки материала в различных средах: а) водной – речные системы (формы осадочной поверхности и распределение частиц в слое), подводные течения, волновой перенос, приливы-отливы; б) воздушной (песчаная рябь); в) твердой (ледники) г) участие гравитационных сил в транспортировке материала 7. Причины и формы отложения осадка в различных средах: а) водной; б) воздушной; в) твердой (ледники) 8. Осадочная дифференциация материала и ее причины: а) механическая дифференциация; б) химическая дифференциация; в) биогенная дифференциация 9. Диагенез как начальная стадия преобразования осадка в осадочную горную породу – основные процессы, факторы, регулирующие диагенез 10. Катагенез как постседиментационная стадия изменения осадочных пород – основные процессы, геологические условия, стадийность катагенеза 11. Метагенетические преобразования осадочных пород – основные процессы, условия протекания метагенеза 12. Гипергенные преобразования осадочных пород – основные процессы, продукты 13. Классификация осадочных пород 14. Понятие текстуры. Внутрислоевые текстуры и текстуры поверхности слоя 15. Структуры осадочных пород 16. Причины возникновения слоистости и формы проявления слоистости осадочных пород 17. Цвет породы и его диагностические свойства 18. Классификация обломочных пород 19. Грубообломочные породы – номенклатура, состав и условия образования 20. Песчаные породы – номенклатура, состав и условия образования 21. Алевритовые породы, общая характеристика 22. Вулканогенно-осадочные (смешанные) породы 23. Глинистые породы – классификация (по разным авторам), условия образования, обстановки отложения, постседиментационные преобразования 24. Карбонатные породы – общие сведения об образовании, минеральный и компонентный состав. 1.Литология – наука, которая изучает осадочные горные породы. Осадочные г.п. – геологические образования минерального или органического состава, возникшие на земной поверхности либо вблизи нее, под воздействием химических, физических и биологических процессов и существующие при термодинамических условиях, свойственных для внешней части з.к. (t до 250-300, р=250 мПа) Необходимость изучения г.п.: 1)экономическая – вмещают месторождения горючих рудных и неМе п.и. 2) теоретическая а) информация о механизмах и обстановках осадконакопления б) понимание древних ландшафтов (палеогеография) в) расшифровка эволюции процессов и жизни на Земле (по орг.остаткам) О.г.п. составляют 11% объема з.к, 80% общей площади суши, 76% площади дна Мирового океана. Направление литологии и ее задачи: *СТАДИАЛЬНОЕ - История развития осад.породы от зарождения до исчезновения-изучение закономерностей превращения осадков в породы и изменение осадочных пород. *СЕДИМЕНТАЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ- Стадии осад.процесса(механизмы транспортировки и обстановки отложения осадка)-фациальный анализ. * ИСТОРИКО-ЛИТОЛОГИЧЕСКОЕ- Эволюция и периодичность осадконакопления в истории Земли изменение состава и набора пород, способов осаждения материала. Задачи: *Теоретические: 1) Совершенствование теории литогенеза (как рождаются о.г.п) 2) создание единой генетич.классификации о.г.п9не создана единая концепция) 3) совершенствование представлений о периодичности и эволюции осадконакопления 4) разработка и совершенствование литологических основ прогнозирования природных резервуаров нефти и газа *Прикладные: 1)комплексное изучение состава и строения осадочных пород всесторонними современными методами 2) создание литолого-фациальной и палеогеографической основы для прогнозирования п.и. 3)изучение зависимостей коллекторских св-в пород от литологич.состава 2. Химический и минеральный состав о.г.п существенно отличается от первичных магм-их. *Повышенное содержание в осадочных породах Ca, C, CO2, H2O, S, Cl, F преобладание оксидного Fe, преобладание K и Na Минеральный состав: 1) минералы, встречающиеся как в магматических, так и в осадочных породах (кварц, полевые шпаты). В о.п. в 2 раза больше кварца и в 5-7 раз меньше п.ш. – нет средних и основных, есть кпш 2) минералы, встречающиеся только в магматических породах (оливин, пироксены, амфиболы, биотит, магнетит) –хорошо выветриваются и не встречаются в осадочных. 3) минералы, встречающиеся только в осадочных породах (каолинит, монтмориллонит, гидрослюда, кальцит, доломит, сульфаты, галоиды). Возможно наличие пироксенов в осадочных при быстром выветривании и быстром захоронении(короткий путь транспортировки) * Признаки осадочного происхождения: 1) форма залегания (пластовая) 2) структуры (обломочные) 3) текстуры (слоистые). У других пород нет(только расслоение магматических тел-более легкие↑,более тяжелые ↓) 4)компонентный состав (смешанный).Так как много материнских пород. Некоторые обычные минералы: оксиды(гематит, магнетит, сфалерит), сульфиды(пирит, галенит), карбонаты (арагонит, кальцит, доломит, анкерит), сульфаты(ангидрит, гипс), галоиды(галит, сильвин) Не-ферромагнезиальные (обычны в осадочных породах): кварц, мусковит(слюда), пш, кпш, ортоклаз,микроклин,плагиоклаз Ферромагнезиальные (редки в о.г.п.) – оливин, пироксен, авгит, амфибол, роговая обманка, биотит (слюда). 3. Последовательность формирования осадочной породы Литогенез: 1)гипергенез(выветривание) 2)седиментогенез(образование исходного осадочного материала, перенос осадочного материала, накопление осадка) 3)диагенез(преобразование осадка в ГП) Идёт разрушение кореннных ГП и создание исходного осадочного материала→ перенос осадков водой, ветром, ледниками и частичное осаждние→осаждение исходного в-ва в водной среде и образование рыхлого пористого насыщенного водой осадка(моря, океаны-конечный водоём стока)→ превращение сложной неуравновешанной и многокомпонентной системы в осадочную ГП. 4. Цикл преобразования пород Например гранит→(выветривание) зерна SiO2 +ПШ→ песчаник→ кварцит  5. источники осадочного материала (литосфера, гидросфера, атмосфера, глубин.недры) а) литосфера – роль физического и химического выветривания в образовании исходного материала; кора выветривания; а). Литосфера. Литосфера – образование осадочного материала в литосфере происходит на поверхности Земли и в верхних её слоях выше грунтовых вод в следствии выветривания, механич-го раздробления и химич-го разложения пород различного состава и генезиса. Выветривание: физическое, химическое. Физическое выветривание вызывается разнообразными факторами. -В одних случаях процесс разрушения происходит внутри самой г.п. без участия внешнего, механически действующего агента. Сюда относится изменения объема составных частей породы, вызываемое колебанием t. Такое явление может быть названо t-ым выветриванием. -В других случаях г.п. разрушается под механическим воздействием посторонних агентов. Такой процесс может быть условно назван механическим выветриванием. Под физическим выветривание понимается механическое измельчение г/п без изменения их химич.состава. Оно осуществляется под воздействием солнечной энергии (t-ное) и при участии воды(морозное) выветривание. *Основным фактором температурного выветривания явл-ся резкое колебание температуры, обычно проялвющееся в полярных странах, пустынях и высокогорных областях. Здесь г/п, лишенные значит.растительного покрова способны сильно нагреваться днём и охлаждаться ночью. Возникающие при этом температурные расширения и сжатия создают внутреннее напряжние, которые ослабляют силу сцепления м/у минерал.зернами и приводят к дроблению пород. Наряду с контрастными колебаниями t-ры,этому способствует анизотропия и не одинаковое расширение(термическое) породообразующих минералов, текстурно-структурные особеннности пород и их минер.состав. *Наибольшему разрушению подвергаются темноокрашенные полиминеральные магматич. г/п крупнозернистой стр-ры, обладающие первичной отдельностью. Морозное выветривание Главный агент-вода. Вода, попадая в трещины и поры г.п., при низких t замерзает, увеличивается в объеме на 9-10% , производя при этом огромное давление. Такая сила раскалывает на отдельные обломки г.п. Наиболее интенсивно расклинивающее действие производит замерзающая вода в трещинах пород. Оно наблюдается в высоких полярных и субполярных широтах, а также в горных районах выше снеговой линии, где в ряде случаев проявляется и t-ое выветривание. В результате огромные пространства сплошь покрыты обломками (глыбовые и щебнистые развалы). Итог физического выветривания: различные по размерам (от глыб до алеврита) обломки г.п. Первичная отдельность пород способствует появлению трещин(туда вода). Физическое выветривание активно происходят в аридном климате(расширение, сжатие). Биологическое выветривание. Основные агенты: корни растений и крупных деревьев, роющие животные сверлящие микроорганизмы, лишайники. Лишайники поглощают из породы химические вещества и разъедают ее, при разложении ОВ выдел-ся органические кислоты и углекислый газ-это ↑ растворимость воды, химическая активность бактерий влияет на изменение почв и пород. Химическое выветривание. Разрушение пород под влиянием хим.процессов. Физическая дезинтеграция резко увеличивает реакционную поверхность выветривающихся пород. Главными факторами является вода, кислород, углекислота и органические кислоты, существенно изменяющие структуру и состав минералов. Наиболее благоприятные условия: гумидные области, тропики (сочетание большой влажности, высокой t, пышной растительности и огромного ежегодного отпада органической массы). Процессы хим.выветривания обусловлены реакциями: 1) окисление - характерно для элементов с несколькими степенями валентности(Fe, Mn, S) 2) Гидратация – процесс связывания частиц растворимого в воде вещества с молекулами воды (CaSO4*2H2O) 3) растворение – переход из твердого состояния в раствор: CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2. Также присуще для галоидов (бораты) и сульфатов. 4) Гидролиз – реакция обменного разложения между водой и различными химическими соединениями, способными под действием воды расщепляться на более низкомолекулярные соединения с присоединением элементов воды (H и OH) – 4KAlSi3O8 (ПШ)+6H2O=4KOH+8SiO2+Al4(Si4O10)(OH)8 (ГЛИНА) *схема скорости химич. Выветривания. Оливин(Fe-Mg)-быстро разрушается→ пироксен→ амфибол→ КПШ→ мусковит→ кварц Калиевый плагиоклаз→ натриевый плагиоклаз→кварц(в последнюю очередь) *Ряд миграции эл-в при выветривании по Перельману(слайд) SiO2 –силиатная у ПШ легко выносися, у оксидных-неподвижен. Кора выветривания В результате единого и сложного процесса разрушения г/п образуются раздичные продукты выветривания. Остаточные или несмещенные продукты выветривания, остающиеся на месте разрушеня материнских(коренных гп,представляют собой важный генетический тип континентальных образований-элювий. Кора выветривания оюбъед-ет всю совокуп-ть различных элювиальных обр-ний. Общий процесс формир-ня кор выветр-ния весьма сложен, зависит от сочетания многих факторов и представляет несколько явлений: 1)разрушение и химическое разложение гп с обра-ем продуктов выветривания; 2)частичный вынос и перераспределение продуктов выветривания; 3)синтез новых минералов в рез-те взаимод-я продуктов выветривания в ходе их миграции; 4)метасоматические-замещение минералов материнских пород.   В Башкирии нет латеритов и бокситов. В Африке-весь профиль выветривания.  б) Атмосфера Газовый состав: углекислый газ, кислород, азот входят в состав известняков, доломитов и углей. Играют важную роль в формировании осадочного материала. Кроме того атмосфера является и местом образования осадочного материала. Во время штормов с поверхностей морей и океанов срывается огромное количество пылевидных частиц воды. После ее испарения в воздухе остаются мельчайшие частички солей, представляющих собой осадочный материал. В благоприятных условиях они, достигнув суши, могут отложиться в виде осадка или выпасть на землю вместе с атмосферными осадками. в) Гидросфера. Растворенные и взвешенные частицы, поступающие с суши, при разрушении рифов, морских берегов, островов, турбидитных потоков, вулканической деятельности, гальмиролиза, жизнедеятельности организмов. Процессы: 1)химическое разложение продуктов вулканизма 2)химические реакции кристаллизации 3) жизнедеятельность животных и растительных организмов. Гальмиролиз,где есть на дне океана вулканы. Идёт разгрузка магмы→остывание быстрое,о стекленение(метастабильные формы-дефектные кристаллы)→разложение стёкол под дей-ем воды→ образование бентонитовой глины(сорбент). Гальмиролиз-пр-с разложение стекла до глин.Осн.стекла быстрее,кислые-медленнее разлагаются) Турбидитные потоки-там где есть участки в МО эрозионно-оползневые процессы. На материковом склоне осадки утолщаются и не могут удерживаться на наклонной поверх-ти→оползание→ масса водонасыщенногорыхлого материаа формирует турбидитный поток,неся толщи осадков→ конус выноса в океане. г) участие эндогенных источников (магматизм) в накоплении осадочного материала Осадочный материал из недр земли поступает главным образом в результате вулканической деятельности в виде твердой, жидкой и газообразной фаз. Продукты вулканической деятельности: 1)вулканический пепел, пыль, пемза(подводные условия) 2)вулканические газы: CO2, SO2, N2, H2S, H2, CO, CH4, Cl 3) гидротермальные растворы SiO2 (гейзериты), Fe, S Мелкие частицы разносятся ветром на значительные расстояния – десятки и сотни км, а пылеватые могут быть рассеяны на поверхности всей планеты. 6. Условия транспортировки материала в различных средах: а) водной – речные системы (формы осадочной поверхности и распределение частиц в слое), подводные течения, волновой перенос, приливы-отливы; б) воздушной (песчаная рябь); в) твердой (ледники) г) участие гравитационных сил в транспортировке материала Осадки в целом транспортируются под д-ем трех осн.процессов: -под д-ем движения масс(гравитац.потоки) -флюидами(вода и воздух) -ледниками а. Массоперенос водой. Существует 3 способа переноса материала: 1) влекомый(тащится по дну, перекатывается) 2) во взвешенном состоянии 3) в растворенном виде(ионы) Классификация режимов течения и их характеристики: 1) спокойный режим – осадки переносятся прерывистым способом, формируются все виды ряби, наблюдается значительная сортировка материала 2) переходный режим – конфигурация ложа при переходе от крупной ряби спокойного режима течения к плоскому ложу и антидюнам бурного режима неустойчивая 3) бурный режим – перенос осадков значительный, главный способ переноса осадков – непрерывное перекатывание отдельных зерен вниз по потоку. Главные формы – плоское ложе и антидюны. Перенос реками: 1)твердые частицы различных размеров 2)истинные растворы: легко растворимые соли(хлориды, сульфаты, карбонаты, соединения Fe, Mn, P) 3) коллоиды – глинистые минералы, кремнезем, ОВ, соединения Fe, Mn, P. Валуны – булыжник – гравий – песок – алеврит – глина 4б. Воздушный. Расстояние, на которое перемещается осадочный материал с помощью атмосферы, определяется прежде всего размером частиц, постоянством скорости и направления воздушного потока. Пелитовые частицы могут «путешествовать» вокруг земного шара, алевритовый материал может переносится во взвешенном состоянии на тысячи км. Песок переносится перекатыванием и сальтацией, а более крупные фрагменты- только перекатыванием. Если направление ветра периодически изменяется, то осадочный материал может длительное время кочевать в пределах какой-либо определенной территории. Перемещаемый атмосферный материал – важный обломочный компонент глубоководных осадков. |