Тектоническая классификацию песчаных образований.

1. Диагенез: физико-химические условия, процессы, основные типы и характер
   преобразований.

Условия диагенеза:

1. Высокая влажность (более 50%, в глинистых осадках – до 80-90%).

2. Обилие бактериального мира.

3. Общая физико-химическая неравновесность.

4. Изменчивые Еh и рН.

5. Высокая концентрация большинства веществ в иловых водах.

6. Проницаемость осадка, обеспечивающая почти бесприпятственный диффузионный обмен ионами и газами.

Процессы диагенеза:

1. Растворение и восстановление. Восстановление может происходит в результате жизнедеятельности бактерий (органического мира).

А) СаСО₃ + СО₂ + Н₂О «Са (НСО₃)₂ Б) FeO + H₂S = FeS + H₂O Троилит, позднее переходит в пирит

В) FeO +H₂S + CO₂ = FeS + H₂CO₃

2. Восстановление окисных и кислородсодержащих соединений. Пример:

2Fe₂ O₃ + 3H₂O + CO₂ ® FeS₂ + H₂CO₃

3. Минералообразование, идет сразу же за растворением и восстановлением.

Эти три процесса и есть суть диагенеза. В результате этих процессов могут нацело исчезнуть одни формы минералов (например, карбонаты могут раствориться и Са уйдет на образование фосфоритов, т.е. карбонаты ® фосфориты. Отсюда вытекает два вывода:

- не все лишенные скелетных биостатков осадки были первично безжизненными;

- не все известковые отложения были известковыми в момент осаждения.

4. Гидролитическое расщепление силикатов, органического вещества и других минералов (как это происходит и при выветривании.

5. Гидратация – образование водных соединений, например, гидроокисей.

6. Перераспределение вещества.

7. Образование конкреций начинается уже при перераспределении вещества. Сначала возникают микроконкреции, потом они растут, объединяются, вытесняя или захватывая другие зерна. Сначала конкреции рыхлые, затем они твердеют, часто растрескиваются, аналогично трещинам усыхания. Наиболее распространены карбонатные, кремневые, фосфатные, сульфидные, сульфатные, лимонитовые, силикатные (глауконитовые, шамозитовые) и некоторые другие.

8. Химическая дифференциация вещества продолжается и в диагенезе при перераспределении и образовании конкреций. При медленной седиментации осуществляется довольно чистое разделение вещества, что делает горизонт залежью на то или иное полезное ископаемое.

9. Участковая седиментация осадка с образованием линз или неправильных объемов твердых, зацементированных пород – полуконкреций размером в несколько метров. Эти участки затем надолго исключаются из процессов обмена, диффузионные токи их обходят.

10. Мезомасштабная миграция вещества, главным образом, в виде диффузии, осуществляется в 2-х направлениях:

- в вертикальном – из-за обычно резкого градиента (перепада) концентраций: в наддонную воду уходит большая часть растворенного вещества и там рассеивается, однако на окислительно-восстановительном барьере соединения Fe²⁺, Fe³⁺ и другие, окисляясь, снова выпадают в осадок, который и стягивается в Fe-Mn конкреции другие конкреции (лимонитовые) и плиты – панцири, корки

- в горизонтальном направлении, если глинистый или иной водонепроницаемый экран изолировал более низкие слои от наддонной воды; тогда растворенные газы и катионы находят отдушину в проницаемых песчаных слоях, особенно если они где-то выходят на морское дно; следами перемещения по ним вещества являются сидеритовые и другие конкреции; и часто весь этот пористый пласт превращается в конкреционный; путями миграции становятся тогда границы между слоями, а позднее – и появляющаяся трещиноватость.

Кроме перечисленных процессов в диагенезе происходит частичное обезвоживание, раскристаллизация аморфного вещества и, возможно, отчасти, перекристаллизация и уплотнение.

1. Основные факторы и условия седиментогенеза.

Седиментогенез – главнейшая стадия формирования осадочной горной породы. Она осуществляется в три этапа, последовательно сменяющих друг друга:

- образование осадочного материала,

- перенос (транспортировка) осадочного материала,

- накопление осадка.

Литосфера:

Механическое раздробление осуществляется под воздействием водных потоков, волновых ударов, ледников, силы тяжести, колебаний температуры и т.д. Продукты раздробления, в виде обломков различной формы и размера, а также коллоидальных частиц, представляют собой готовый осадочный материал.

Химическое разложение происходит, главным образом, под воздействием природных вод, а также под влиянием О₂, СО₂, органические и неорганические (образующиеся, в основном, при вулканических извержениях) кислоты. Растворяющая способность воды определяется степенью диссоциации (рН), окислительно-восстановительным потенциалом (Еh), составом растворенных в ней солей и газов, температурой и давлением. Свободный кислород (О₂), способствует окислению органических соединений и минеральных образований.

Углекислый газ и его производные (НСО₃, Н₂СО₃и др.), разлагают минералы и горные породы. Взаимодействуя с карбонатными породами они растворяют кальцит, доломит и другие соединения, а освободившиеся нерастворимые компоненты (обломочная, глинистая части, органическое вещество и др.) представляют собой готовый осадочный материал. Взаимодействуя с магматическими и метаморфическими породами, углекислота разлагает алюмосиликаты с образованием более простых соединений – глинистых минералов, окислов железа, алюминия и т.д., являющихся осадочным материалом. Образовавшиеся при этом ионы Са²⁺, Mg²⁺,Na²⁺, K⁺, CO³ и др. при изменении геохимических условий могут взаимодействовать между собой и другими ионами, формируя новый осадочный материал.

Гуминовые кислоты, формирующиеся при разложении органического вещества в водных условиях, разлагая минеральные соединения, становятся тоже потенциальным источником осадочного материала. Продукты жизнедеятельности растительных и животных организмов являются также важной составной частью осадков.

Гидросфера. Обломочный материал поступал в гидросферу за счет сноса с суши, разрушения рифов, морских берегов, поступления из космического пространства, результате вулканической деятельности, а также процессов гальмиролиза.

Гальмиролиз - совокупность химических процессов: растворение, окисление, восстановление, гидратация, катионный обмен, минеральные новообразования, совершающиеся под влиянием морских факторов, и приводящих к изменению минеральных тел, находящихся в море, как во взвешенном состоянии, так и на дне бассейна. Движущими силами процессов гальмиролиза являются состав и соленость вод, температура, давление, газовый режим. На интенсивность его процессов влияют жизнедеятельность организмов и скорость накопления осадков.

Растворенные и газообразные вещества могут переходить в твердую фазу и образовывать осадочный материал в результате химических реакций и жизнедеятельности организмов. Эти процессы контролируются, прежде всего, величинами рН и Eh среды, изменяющихся при смешивании пресных и соленых вод, концентрации ионов, возрастающей при испарении воды и т.д. Кроме того, в результате жизнедеятельности организмов из воды извлекается целый ряд компонентов с образованием твердой фазы.

Атмосфера. С, O и N – одни из главных компонентов мощных толщ известняков, доломитов, каменных углей, рассеянного органического вещества. Кроме того атмосфера является и местом образования осадочного материала. Во время штормов с поверхности водоемов срывается огромное количество пылевидных частиц воды, после испарения, которой в воздухе остаются мельчайшие частички соли. Достигнув суши, они станут компонентом осадочных пород.

Глубинные недра планеты. Осадочный материал из недр Земли поступает в результате вулканической деятельности в виде твердой, жидкой и газообразной фаз.

Твердая фаза представлена вулканическими бомбами, лапиллиями, пеплом и пемзой. Размеры их различны – от1-2мм и больше (пыль, пепел), до многотонных глыб (лапиллии - обломки среднего размера – до 5см). Более грубый материал откладывается вблизи вулкана (на склонах, у подножия). Мелкие частицы разносятся на значительные расстояния.

Жидкая фаза представлена термальными водами в виде гейзеров и горючих источников, выносимых на поверхность массу растворенных веществ. Часть из них, кристаллизуясь, выпадает в осадок, часть – поступает в гидросферу, где представляет собой потенциальный источник осадочного материала.

Газообразная фаза выделяется при извержениях в огромных количествах. Почти всегда преобладают Н₂О, СО₂, SO₂, и N₂, суммарное содержание которых достигают 90% и выше. Кроме того, в состав газовых смесей входят HCl, HF, H₂S, H₂, CO, CH₄, NH₃, Cl, Ar и др. Взаимодействуя с горными породами и органическим веществом, они образуют новый компонент осадочных пород.

1. Олигомиктовые, кварцевые и аркозовые песчаники: внешний облик, состав,
   происхождение.

осадочная горная порода, состоящая из зёрен песка, сцементированных глинистым, карбонатным, кремнистым или другим материалом. Образованны в результате разрушения метаморфических или магматических горных пород, переноса разрушенного материала под воздействием воды или ветра и постепенного отложения перемещенных частиц с последующей цементацией

I. Группа кварцевых песков и песчаников - кварца > 50%. полевых шпатов < 25%, обломков пород < 25%.

1.Собственно кварцевые - кварца > 90%.

2.Олигомиктовые - кварца 75-90%.

3.Мезомиктовые - кварца >50%. полевых шпатов <25%. обломков пород <25%.

II. Группа аркозов - полевых шпатов >25%. обломков пород <25%.

1. Собственно аркозы - полевых шпатов >25%. обломков пород <25%. Кварца >25%.

2. Полевошпатовые породы - кварца <25%, обломков пород <25%. полевые шпаты - остальное.

Аркозы и полевошпатовые породы делятся по составу полевых шпатов. Принимая их общее содержание за 100%. выделяют (рис. III-1, в):

а. К-аркозы (К-полевошпатовые породы) - К-полевых шпатов >75%.

б. К-Na-аркозы (К-Na-полевошпатовые породы) - К-полевых шпатов 25- 75%.

в. Na-аркозы (Na-полевошпатовые породы) К-полевых шпатов<25%. плагиоклазов выше № 20<25%.

г. Na-Са-аркозы - плагиоклазов выше № 20>25%.

Породы промежуточного состава между Na-Са-плагиоклазами и К-полевыми шпатами, по-видимому, отсутствуют в природе, поэтому на диаграмме выделяется «пустое» поле.

1. Катагенез: физико-химические условия, процессы, структурные и минеральные
   преобразования.

Катагенез (эпигенез) – это стадия глубинного преобразования осадочных пород под влиянием повышенных температур и давления и подземных минерализованных вод.

Доминирующие процессы – физико-механические, т.е. уплотнение пород под нагрузкой вышележащих толщ, мощность которых от первых сотен (иногда десятков) метров до 4-6 км, что определяет и глубину зоны катагенеза. Температура у кровли зоны 30-50 ⁰ , а у подошвы, вероятно, 150-200⁰ , давление: от первых сотен до 1200-2000 атм. Длительность – от сотен млн. до 1-1,5 млрд. лет, т.е. намного больше, чем у диагенеза и других стадий.

Длительность катагенеза и большая мощность его зоны требуют и позволяют произвести его расчленение на этапы. В литологии принято двучленное расчленение:

- Ранний или начальный катагенез (протокатагенез): ПК₁, ПК₂, ПК_3.

- Поздний или глубинный катагенез (мезокатагенез): МК₁, МК₂, МК₃, МК₄, МК₅.

Все градации выделяются по отражательной способности витринита в масле, меняющейся от 0,25 % на границе диагенеза и протогенеза до 2% у подошвы МК₅.

Витринит – это гелефицированный компонент ископаемых углей. Более грубое обоснование стадий, подстадий, градаций – марки углей. Это наиболее надежная шкала стадиальных изменений гумусового вещества, по которой можно проводить стадиальный анализ и минеральный состав вещества.

Ранний катагенез

Глубина от 100-500 м до 1,5 – 3,0 км.

Температура от 30 –50⁰ до 100⁰ С.

Давление от 100-200 до 700-800 атмосфер.

Пористость снижается от 40 до 15% (в среднем для всех пород).

Механические изменения: уплотнение, отжатие воды, переход кубической укладки зерен в тетраэдрическую, конформное приспособление зерен и некоторые другие.

Физико-химические и химические процессы: растворение и коррозия неустойчивых минералов: слюд, амфиболов, пироксенов, преобразование их и полевых шпатов в новые минералы; синтез новых минералов в поровых пространствах – каолинита и других глинистых минералов, цеолитов, сульфатов (барит, ангидрит и др.), сульфидов; образование или наращивание конкреций. Наиболее характерным процессом является глинизация силикатов:

Полевые шпаты (щелочные условия) → монтмориллонит

Полевые шпаты (кислые условия) → каолинит

Мусковит (щелочные условия) → гидромусковит

Мусковит (кислые условия) → каолинит

Биотит (щелочные условия) → гидробиотит, вермикулит, глауконит, монтмориллонит

Биотит (кислые условия) → хлорит, каолинит

Пироксены и амфиболы → хлорит, каолинит

Это напоминает химическое выветривание влажных субтропиков.

Наиболее сильно меняется органическое вещество. Если в диагенезе это торф, то в раннем катагенезе – бурый уголь всех градаций:

- мягкий (соответствует ПК₁)

- матовый (соответствует ПК₂)

- блестящий (соответствует ПК₃)

Границу раннего катагенеза литологи опускают ниже и захватывают марку углей Д (длинно-пламенных). Отражательная способность витринита в масле возрастает от 0,25% до 0,5%.

Органические породы меняются мало:

Глины меняют пористость от 50-60% до 20-25%, но не теряют способность размокать.

Песчаные породы становятся преимущественно сцементированными, хотя остаются и рыхлые.

Известняки как крепкие, так и рыхлые (писчий мел, слаболитифицированный мергель).

Поздний катагенез (или глубинный)

Глубина от 2-3 км до 5-6 км.

Температура 100-200⁰.

Давление от 700-800 до 1200-1500 атм.

Пористость уменьшается от 15% до 2%

Главный процесс – уплотнение, приводящее к исчезновению пористости Оно осуществляется следующим способом:

- отжатие пзерен (обломков глин, глинистых сланцев, слюд и др.) вокруг крепких (кварца, кварцитов, кремней, гранитов и др.)

- поровое пространство заполняется цементом – кварцевым, полевошпатовым, кальцитовым, хлориовым и др.

- в существенно кварцевых песчаниках происходит растворение в твердом состоянии под давлением кварцевых зерен по микростилолитовым швам с одновременным сопряженным нарастанием их с образованием регенерационного цемента. Аналогично, хотя и в меньшей мере, меняются КПШ и плагиоклаз, продолжается и обычное растворение.

- происходит дальнейшее отжатие воды из глинистоно вещества, глины теряют способность к размоканию и превращаются в аргиллиты.

В начале позднего катагенеза при температуре 60-150⁰ (градация МК₁- МК₃) образуется нефть. Она приурочена, главным образом, к глубинам 2,5 –5,0 км, на которых образуются каменные угли следующих марок:

МК₁ - Д (длиннопламенные)

МК₂ - Г (газовые)

МК₃ – Ж (жирные)

Отражательная способность витринита возрастает от 0,66 до 1,3 %.

Глубже от 3,5 км до 6,5 км образуется жирный газ или газоконденсат, здесь же образуются:

МК₄ - К (коксовый) уголь

МК₅ - ОС (отощенно-спекательные)

Отражательная способность витринита в масле увеличивается до 2%. Газоконденсат –природная система взаиморастворенных газообразных и жидких нефтяных углеводородов, находящихся в условиях земных недр в газообразном состоянии. При появлении на поверхность происходит выпадение жидкой фазы – конденсата. Газовая часть – жидкий газ.

Еще глубже (6-8,5 км, до 9 км) расположен третий максимум газообразования – самый большой, он частично опускается в метагенез.

Неорганические породы меняются следующим образом:

Песчаные породы все сцементированные, рыхлые отсутствуют.

Карбонатные породы перекристаллизованы и превращены в мрамор, т.е стали метаморфическими породами, в которых, однако, хорошо сохраняются биокомпоненты.

Кремневые породы, халцедоновые и кварц-халцедоновые, опаловые практически исчезают.

Помимо реликтовых глауконита и каолинита, появляются трансформированные серицит, хлорит, обычны новообразования кварца, ПШ, барита, ангидрита, пирита и др.

Глинистые породы не меняются, для их перекристаллизации необходимы более высокие температура и давление, но образуются аргиллиты.

1. Кремниевые породы (внешний облик, состав, строение).

Кремневыми породами, или силицитами, называются осадочные породы, более чем наполовину состоящие из минералов группы кремнезема - опала, кристобалита, тридимита, халцедона и развивающегося по ним кварца. В эту группу не включаются кварцевые пески, являющиеся обломочными, т.е. вторичными по компонентному составу породами, возникшими за счет механического и реже химического выветривания всех других кварцсодержащих пород в зоне осадкообразования.

По внешнему виду все силициты делятся на две группы

1. Землистые, матовые, порошковатые, некристаллические породы, из-за чего их часто называют «землями», например, диатомовыми или радиоляриевыми. Эта группа объединяет опаловые и опал-кристобалитовые породы: в нее входят как биоморфные породы (диатомиты, радиоляриты и некоторые спонголиты), так и абиоморфные (трепела, опоки и другие опалиты - кремневые туфы и гейзериты). В образцах их структура пелитоморфная, т.е. визуально они незернистые и глиноподобные.

2. Породы второй группы стекловатый, сливной вид, афанитовую структуру, эти кремни в полном смысле слова. Это в основном халцедоновые, часто кварц-халцедоновые и кварцевые. Последние, строго говоря, уже кварциты, но по внешнему виду, микрозернистой структуре и другим признакам еще близкие к хацедонолитам, из которых они образовались путем перекристаллизации. Поэтому их часто называют терминами кремневой группы - кремнями, яшмами, фтанитами или лидитами.

Классификация силицитов

Она основана на признаках минерального состава и структуры. По минеральному составу делятся на две группы:

1) опал или опал-кристобалит,

2) халцедон и халцедон-кварц.

По структуре силициты делятся также на две группы:

1) биоморфные,

2) абиоморфные

Наиболее определенно и однозначно, по крайней мере в шлифах, устанавливаются диатомиты, радиоляриты и спонголиты - по их диатомовой, радиоляриевой и спикуловой, т.е. яснобиоморфной структуре. Иногда их называют также трепелами, опоками или гёзами (с добавлением прилагательных «диатомовые», «радиоляриевые» и «спикуловые»), если они опаловые (или опал-кристобалитовые), или кремнями (с теми же прилагательными, хотя диатомовые халцедонолиты весьма редки), а также яшмами (в основном радиоляриевыми), если они халцедоновые или кварц-халцедоновые.

Абиогенные силициты по структуре условно можно различать: как бы бесструктурные, сплошные, однородные, т.е. микроскопически незернистые породы, и в той или иной мере зернистые - глобулярные (при сдавливании шариков опала под давлением).

Трепел и опока отличаются лишь степенью литифицированности (оцениваются только макроскопически: трепел пачкают руки, а опока нет).

«Гейзериты» - отложения гейзеров, также «корки» и «натеки».

Опоковидные силициты со структурой и изломом неглазированного фарфора называются порцелланитами. Это твердые пористые породы с примесью глинистого, алевритового и карбонатного материала. Твердость обусловлена не только кристобалитом, но и халцедоном.

Все халцедоновые и кварц-халцедоновые силициты следует называть кремнями. Отдельные разновидности кремней получили собственные названия.

Яшмы - красные, а также зеленые и других расцветок, обычно тонкослоистые или полосчатые, реже массивные. Часто свидетельствуют о вулканическом парагенезе пород, яшмы часто образуются за счет гидротермально поставленного кремнезема, поэтому обогащаются соединениями железа, марганца, молибдена и др. Этим они документируют вулканизм и вулканический парагенез пород.

Фтаниты (лидиты) - черные кремни, обогащенные гумусовым или углеводородным веществом. В европейской литературе наряду с «кремнем» используется и термин «флинт», которому чаще всего придают узкое значение - конкреционные кремни в карбонатных породах. В США пластовые кремни называют «новакулитами» - это плотная однородная криптокристаллическая кварцевая порода, применяемая как тонкий и ценный абразив.

Выделение кварцевых силицитов условно, это фактически кварциты, а именно апосилицитовые кварциты, т.е. возникшие по осадочным силицитам. Двойное название, например, яшмо-кварциты, обусловлено сохранением признаков первичной структуры яшмы.

Минеральный и химический состав

Основных минералов силицитов немного: опал, кристобалит, тридимит, халцедон и кварц. Однако в действительности кристаллохимия минералов кремнезема более сложная, еще во многом неясная.

Опал - преимущественно или только аморфный кремнезем - SiO₂nH₂O, с переменным содержанием воды 9%, с низкой плотностью и низким преломлением. Опал обнаружен только в кайнозойских и мезозойских силицитах. В более древних - он замещен в основном, халцедоном и кварцем.

Кристобалит - SiO₂ низкотемпературный полукристаллический тетрагональной или псевдокубической сингонии с низким преломлением и двупреломлением (почти изотропный), существующий при температуре до 200-275ºС, обычно коллоидальный по размерам кристалликов, пластичный или волокнистый, метастабильный. В седиментогенных и метасоматических опалитах более распространен неупорядоченный кристобалит, который понимается неодинаково и называется по разному. По-видимому, это непрерывный стадийный ряд раскристаллизации рентгеноаморфного биоморфного и хемогенного опала (опал А) - от почти чистого опала с зачаточными кристаллами до чистого кристобалита или тридимит-кристобалита.

Ю.Н. Сеньковский (1977) в этом ряду выделяет следующие минеральные виды: опал-кристобалит 1 (О-К-1) и опал-кристобалит 2 (О-К-2), которые скорее являются группами минеральных фаз. Употребляются и другие названия: люссатит, неупорядоченный тридимит, опал-кристобалит-тридимит.

Люссатит нередко относят только к существенно кристаллическому образованию, в котором, однако, содержание кристаллической кристобалитовой (возможно, и подчиненной тридимитовой) фазы точно не установлено. Под сканирующим электронным микроскопом (СЭМ) четко устанавливается, что опалиты слагаются глобулями диаметром 1-2 мкм (1 мкм=10^-6м), представляющими собой леписферы, т.е. срастания опала с пластиночками кристобалита, образующимися прежде всего во внешней части глобулей, которые напоминают гипсовые розы.

Тридимит SiO₂ низкотемпературный, ромбический или моноклинный, коллоидально-пластинчатый и волокнистый минерал с низким преломлением и двупреломлением (почти изотропный), метастабильный, при t =117ºС переходящий в высотемпературную модификацию, а потом и в кварц.

Халцедон SiO₂nH₂O - ультрамикроволокнистая губчатая разновидность кварца, чаще всего сферолитоагрегатная, с 1% воды, возможно, с опалом (до 10%).

Кварц SiO₂ безводная полнокристаллическая разновидность кремнезема тригональной сингонии с низким положительным рельефом. Иногда различают кварцин, лютецит, халцедонит, псевдохалцедон, которые следуют рассматривать, как разновидность халцедона, составляющие его группу. Их в шлифах трудно отличить друг о друга.

Химический состав

Силициты характеризуются высоким содержанием SiO₂, часто приближающимся к 99% и выше. Но поскольку в силицитах встречаются почти любые по составу примеси - карбонатные, железные, глиноземистые, фосфатные, силикатные, органические - то химический состав большинства кремней более сложный, и содержание кремнезема уменьшается до 50% и ниже, когда силициты переходят в известняки, бокситы, фосфориты, глины, песчаники.

1. Происхождение карбонатных пород.

Способы формирования

По способам формирования карбонатолиты самые разнообразные и никакая другая группа осадочных (и вообще горных пород) не может сравниться с ними по генетическому многообразию. В первом подходе карбонатные породы по способу образования делятся на вулканогенно-осадочные и экзогенно-осадочные. Вулканогенно-осадочные карбонатолиты далее делятся на эксплозивно-осадочные и гидротермные отложения.

Группа эксплозивно-осадочных отложений или туфов, представлена двумя типами известняков – брекчиями трубок взрыва, например, кимберлитами, и туфами притрубочных брекчий. Гидротермные отложения представлены отмеченными выше известковыми туфами и травертинами – отложениями горячих источников

Экзогенно-осадочные карбонатные породы

(генетическая классификация)

А. Седиментогенные

I. Биогенные

1. Планктоногенные: фито-, зоогенные, бактериальные

2. Нектоногенные

3. Бентосогенные: фито-, зоогенные и др.

4. Копрогенные

II. Хемогенные:

активноводные (оолиты, онколиты – онкос – желвак, литос – камень – округлые стяжения – желваки с концентрической слоистостью, обычно известковистые) и

тиховодные (микриты – очень тонкозернистые известняки с величиной зерен менее 3,5-4 μ) – пресноводные, лагунные, шельфовые, пелагические)

III. Механогенные: коллювий, аллювий, эоловые и др.

Б. Метасоматические и интракрустальные

I. Элювиальные

I а Субаэральные

1. Хемоэлювиальные – панцыри карбонатные (калькреты и др.)

2. Физический элювий – развалы каменистые карбонатные

3. Механический элювий – перлювий (горизонты конденсации – ветровые, водные, перлювий – промываю- perluo)

I б Подводные

1. Xемоэлювиальные – панцыри (твердое дно)

2.Физический элювий – каменистые развалы

3. Механический элювий – подводный перлювий- горизонты конденсации раковин, сидеритовых и других карбонатных конкреций и желваков.

II. Пещерные и другие внутрикоровые брекчии растворения, обрушения (например, при растворении солей) – доломитовые и другие.

III. Постседиментогенные

IIIа. Диагенетические – конкреционные: изометричные конкреции, лигзы, пласты.

IIIб. Катагенетические – конкреции, гнезда, собственно метасоматиты (при карбонатизации других пород), зоны раздоломичивания и др.

IIIв. Метагенетические – участки метасоматоза, жилы, гнезда.

Экзогенно-осадочные карбонатные породы можно подразделить на седиментационные, или первичные, и метасоматические, или вторичные. Седиментационные карбонатолиты образуются как осадки, выпадающие из воды и значительно реже из воздуха. Различают три основных способа седиментации: химический, биологический и механический.

Хемогенные карбонатные осадки образуются из пересыщенных растворов. Карбонаты практически сразу возникают как кристаллы, которые осаждаются под действием силы тяжести по закону Стокса:

F = 6 π μ r v, где

F - сила сопротивления,

μ - коэффициент вязкости жидкости,

r - радиус шара,

v - скорость поступательного движения шара.

Закон Стокса, определяющий силу сопротивления, испытываемую твердым шаром при медленном движении в неограниченно вязкой жидкости.

Размеры кристаллов обычно менее 0,001 мм, они опускаются на дно весьма медленно, по пути могут частично раствориться. Поэтому хемогенные осадки и породы микритовые, плотные и тонкослоистые. В подвижных водах известь выпадает на взмученных песчинках, служащих зародышами оолитов и пизолитов.

Биогенные карбонатные осадки образуются тремя резко различающимися способами: осаждением скелетных остатков планктонных, нектонных и бентосных организмов.

Паланктоногенными являются микритовые, визуально незернистые, пелитоморфные известковые осадки и породы, например, писчий мел, многие мергели.

Нектоногенная группа представлена чаще всего аммонитовыми известняками.

Бентогенные (бентосогенные) формируются свободно передвигающимися безпозвоночными (цельнораковинные известняки) и прикрепленным бентосом (кораллы, водоросли, мшанки, губки). Они образуют плоские тела – биостромы («биологические слои») и столбообразные постройки – биогермы, достигающие десятков метров высоты, и вместе с другими литотипами – рифовые массивы.

Фактически это чисто химический способ осаждения карбоната из пресыщенной морской или пресной воды по схеме:

Са(НСО3)2 → СаСО3 ↓ + СО2 + H2O

Участие водорослей состоит в поглощении СО2, из которого они строят свое органическое тело, т.е. им питаются. Но это и сдвигает карбонатное равновесие в сторону малорастворимого монокарбоната, который оказывается в состоянии пересыщения и выпадает на водорослевых слоевищах, фоссилизируя (фоссилизация – окаменение) их при жизни, а в багряных водорослях такой карбонат выпадает даже внутри клеток, которые, таким образом, также оказываются фоссилизированными. Чем более пышно развиваются водоросли, тем больше, даже лавинообразно выпадают на них и вокруг них хемогенный микритовый кальцит и доломит. Этот седиментогенный карбонат с биологической структурой практически сразу становится твердым, что и объясняет каркасообразующую роль водорослевых известняков в теле биогерма и рифа. Часто эту роль выполняют багряные водоросли.

Механогенные карбонатолиты по способу образования, структуре и текстуре аналогичны обломочным породам.

Метасоматические карбонатные породы образуются как элювий, чаще всего подводный, и при замещениях в постседиментационные стадии. В виде известковых панцырей, которые часто называют к'аличе (США) или калькреты (редко), бичроки (beach-rock – пляжные камни, прибрежно-морские отложения, сцементированные кальцитом) они широко распространены в аридных странах. Главный процесс их образования – подъем по капиллярам грунтовых вод с раствором СаСО3, который при испарении воды выпадает в твердую фазу в верхней части почвы, осадков и пород, цементируя их и постепенно наращивает сверху, т.к. ранее отложенная корка также пронизана капиллярами.

Известковые панцыри, известные под названием твердого дна, широко образуются под водой, чему способствуют быстрое твердение известкового ила, действие морской воды и биоса.

Физический элювий – развалы каменистые – конгломерато-брекчиевые и брекчиевые известняки.

Механический элювий образуется при перемывании незатвердевших осадков и пород.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: