Литология. Общие сведения об осадочных горных породах

1.

ЛИТОЛОГИЯ

2.

Лекция 1
Общие сведения о
процессах осадко- и
породообразованиях.
Гипергенез. Стадия
седиментогенеза. Стадии
диагенеза, катагенеза,
метагенеза

3.

• Литология – это наука об осадочных горных породах. В переводе
с греческого «литос» - камень и «логос» - учение.
• Осадочные породы образуются в поверхностных условиях в
результате разрушения ранее образованных горных пород,
осаждения на месте или переноса осадочного материала в
бассейны осадконакопления, последующего осаждения осадка и
дальнейшего его преобразования вплоть до образования
литифицированных горных пород.
• Осадочные породы составляют лишь незначительную часть не
только всей массы горных пород, но даже самой верхней части
литосферы, до глубины 16 км (по данным Ф. Кларка – всего
около 5 %).
• На поверхности же они очень широко распространены, покрывая
около 75 % суши. Мощность осадочной оболочки колеблется от
долей метра до 15-20 км.
• Осадочные породы представляют собой кладовую полезных
ископаемых: из них получают практически все топливо (нефть,
газ, уголь, горючие сланцы), значительную часть руд черных
металлов (железо и марганец) и алюминия, радиоактивное
сырье, весь объем солей (каменной, калийной, сульфатов) и т.д.
• Осадочные породы – незаменимый строительный материал
(гравий, песок, глина, известняк, мергель и др.)

4.

ТИПЫ ЛИТОГЕНЕЗА
Совокупность процессов, приводящих к образованию
осадочных горных пород называется литогенезом.
вулканогенноосадочный
ЛИТОГЕНЕЗ
нивальный
аридный
гумидный

5.

Нивальный тип литогенеза - ледовый
Полярные зоны Земли.
Вода в твердом состоянии.
Отсутствует растительный
покров.
Выветривание механическое,
морозное
Осадки обломочные
весьма грубые,
несортированные,
химически незрелые (свежие,
невыветрелые).

6.

Гумидный тип литогенеза – влажный климат
Влажные зоны Земли – преобладание осадков над испарением.
Баланс влаги положительный.
Сплошной растительный покров.
Транзитный сток.
Выветривание физическое, химическое, биологическое.
Осадки обломочные, химические, биологические.
Осадочный процесс незавершенный:
выносятся легко растворимые хлориды, сульфаты, карбонаты.
Накапливаются бокситы, железные и марганцевые руды; каолины,
кварцевые пески, обломочные породы, россыпи тяжелых
минералов, торфяники и угли, горючие сланцы, биогенные
известняки, силициты, фосфориты.
Цвет пород серый.

7.

Аридный тип литогенеза – засушливый климат
• Сухие зоны Земли – положительная среднегодовая
температура.
• Баланс осадков отрицательный.
• Отсутствует сплошной растительный покров.
• Химическое выветривание слабо развито.
• Физическое выветривание резко преобладает.
• Осадки обломочные (эоловые пески) и хемогенные: известняки,
доломиты, сульфаты, хлориды, бораты и другие эвапориты;
• медь, свинец, цинк,
• залежи U, F, Br, B, Sr, Rb,J.
• Цвет пород красный, желтый

8.

Вулканогенноосадочный тип литогенеза
• Аномален по отношению к широтной
климатической зональности.
• Отличается поставкой ювенильного
материала, туфов, гидротерм и эксгаляций.
• Образуются обломочные осадки, богатые
вулканическим материалом (туфопесчаники,
туффиты и т.д.) и химические осадки
(каолины, хлоритовые глины, опалиты,
сульфаты, сера, сульфиды).

9.

Гипергенез в недрах.
Сначала анаэробный,
затем аэробный
Остаточные породы
Седиментогенез
(образование осадка)
,
Диагенез преобразование осад ка в пород у
Прерванный цикл
Укороченный цикл
T = 10-250 С
До 300-500 м
Катагенез изменение пород под
влиянием температуры и давления
0
T = 2000 50 С
5-10 ? км
Метагенез (метаморфизм) коренное преобразование пород
T = 300-3500 С
Полный цикл
Ультраметагенез (ультраметаморфизм)
- расплавление, переход в магму
T = 500-8000 С
Рис. Последовательность стадий литогенеза
Опу скание
П о д н я ти е
ведущее а завершению цикла литогенеза
Гипергенез (выветривание)
на поверхности. Денудация
Перенос исходного для осадков
вещества
5 стадий литогенеза
Гипергенез – образование и
мобилизация
исходного
вещества осадков в процессе
физического
и
химического
разрушения материнских пород
и
его
перенос
к
месту
захоронения.
Седиментогенез
–
поступление
осадков
в
конечные водоемы стока и
окончательное осаждение.
Диагенез – физико-химическое
уравновешивание насыщенного
водой осадка, завершающееся
преобразованием
его
в
осадочную горную породу.
Катагенез (иногда эпигенез) –
дальнейшее изменение породы
по мере увеличения глубины ее
захоронения
под
влиянием
возрастающих температуры и
давления,
а
в
некоторых
случаях и воздействия водных
растворов и газов.
Метагенез (или собственно метаморфизм) – последующее преобразование
состава пород при дальнейшем их погружении.

10.

Гипергенез
Является начальной стадией прогрессивного литогенетического цикла,
предысторией седиментогенеза.
Характерная особенность гипергенеза - он осуществляется в
термобарических условиях, свойственных земной поверхности.
На стадии гипергенеза осуществляется:
изменение
ранее
образовавшихся
горных пород
1)
2) образование особых
типов пород
(остаточных),
химического происхождения
минуя стадию
седиментогенеза
3) формирование
исходного обломочного
и химического материала
для осадков,
превращающихся затем
в осадочные горные породы
Изменение ранее образовавшихся горных пород, образование
остаточных пород и формирование исходного материала для
осадков происходит в результате выветривания.

11.

Профиль коры
выветривания
Почвенно-растительный слой
Гидрослюдистый
горизонт
Каолиновый
горизонт
Зона
гидроксидов
и оксидов
Зона
глинистых
минералов
Этапы гипергенеза
(Н.М. Страхов, Н.В. Логвиненко)
4 – этап
завершения процессов химического разложения,
гидролиза силикатов с образованием охр, бурых
железняков и латеритов
3 – этап
господства химического разложения,
протекающего преимущественно в нейтральных
и кислых условиях с образованием минералов
группы каолинита, монтмориллонита и др.
2 этап
усиления процессов химического разложения, которые
протекают преимущественно в щелочных условиях и
приводят к образованию гидрослюд и гидрохлоритов
Зона
выщелачивания
Зона
дезинтеграции
пород
Материнские
(коренные)
породы
1 – этап
преобладания процессов
механического разрушения пород
МАТЕРИНСКИЕ ПОРОДЫ

12.

ПЕРЕНОС ОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА
МАТЕРИАЛ
воздушной
Ветер
транспортируется
в
средах:
твердой
Лед
водной
•Обломки
•Газы
Обломки
Ветер
Сила
тяжести
Реки
Временные потоки
Морские и океанические течения
Коллоиды
Растворенные
вещества
Факторы
переноса
Растительные и животные
организмы
•Обломки
Органогенные
компоненты
Лед
Вода

13.

ПЕРЕНОС ВОЗДУХОМ (ВЕТРОМ)
Способы переноса
во взвешенном
состоянии
(пелиты)
волочением
подпрыгиванием
(сальтацией)
перекатыванием
При переносе во взвеси
формируются эоловые
лёссы
–
глинистоалевритовые осадки со
слоистостью облекания
или
горизонтальной
слоистостью, которые
образуют
плащеобразные
покровы, площадью до
нескольких
десятков,
реже сотен километров.
В результате перемещения
обломков волочением образуются:
пересеянные
пески:
холмики,
барханчики с поперечной рябью,
поперечные
дюны
и
крупные
барханы
–
волны
песка
с
определенной длиной высотой до
50-80 м (редко до 100 м и более);
хорошо отсортированные (но хуже
речных и морских) и хорошо
окатанные пески, реже гравелиты и
мелкие галечники;
пески
с
шаровидными
окатанными зернами с матовой, или
морозной, поверхностью.
Дальность переноса частиц ветром умеренной силы
Гранулометрический тип
Размер, мм
Дальность переноса
Гравий
1-8
несколько метров
Грубый и средний песок
1-0,25
менее 1,5 км
Очень тонкий песок
0,05-0,125
несколько километров
Грубый алеврит
0,03-0,06
323 км
Средний алеврит
0,015-0,03
1630 км
Тонкий алеврит и глина
0,015
вокруг Земли

14.

ПЕРЕНОС ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ
(ГРАВИТАЦИОННЫЙ ПЕРЕНОС)
Без участия воды
Обвалы
Осыпи
С обязательным участием воды
Оползни
Солифлюкционные отложения
Делювий

15.

ПЕРЕНОС РУСЛОВЫМИ ВОДНЫМИ ПОТОКАМИ –
основной путь миграции вещества на континентах,
перемещающий большую часть осадочного материала
(возможно больше 90 %)
Временные
Водные
потоки
Постоянные
Пролювий
Аллювий
речной
Аллювий морской
или бассейновый
Отложения
устьев временных
ущельных потоков
Отложения
русел и пойм
рек
Речные
выносы в море

16.

Седиментогенез – стадия осаждения и аккумуляции
обломочного, химического и биологического материала
По месту образования
континентальные
ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ
морские
переходные
пресноводные,
ледниковые,
пустынные,
эоловые
прибрежные,
мелководные,
глубоководные
Дельтовые
лагунные