Осадочная порода

редактировать
Порода, образованная отложением и предыдущим цементацией Средний Триас окраинно-морская толща алевролитов (красноватые слои у основания утеса) и известняки (коричневые породы наверху), Virgin Formation, юго-запад Юта, США Осадочные породы на Марсе, исследованные НАСА Curiosity Mars вездеход Крутые слои осадочных пород вдоль Чалосской дороги на севере Ирана Многослойные остатки шлакового конуса Пуу Махана. Он извергался 50 000 лет назад и теперь размывается в Тихий океан (Гавайи ).

Осадочные породы между к типам горные, образуются в результате накопления или осаждения мелких частиц и цементации минеральных или используемых частиц на дне океанов или других водоемов в Поверхность Земли. Седиментация - собирательное название процессов, которые заставляют эти частицы оседать на месте.Частицы, образующие осадочную породу, называются осадком и могут состоять из геологического детрита (минералы) или биологического детрита (органическое вещество). Перед депонированием геологический детрит образовался в результате выветривания и эрозии из области источника, а затем транспортируется к месту осаждения водой, ветром, льдом, перемещением масс или ледники, которые называют возбудителями денудации. Биологический детрит был образован телами и частями (в основном раковинами) мертвых водных организмов, а также их фекальной массой, взвешенной в воде и медленно накапливающейся на дне водоемов (морской снег ). Осаждение может также происходить, когда растворенные минералы выпадают в осадок из водного раствора.

Осадочный каменный покров континентов земной коры обширен (73% нынешней поверхности суши Земли), но общий осадочных пород оценивается только в 8% от общего объема корки. Осадочные породы представляют собой лишь тонкий слой над корой, состоящей в основном из магматических и метаморфических пород. Осадочные породы откладываются слоями в виде слоев, образуя образуемую, называемую слоистостью. Изучение осадочных пород и пластов дает информацию о недрах, которая полезна для гражданского строительства, например, при строительстве дорог, домов, туннели, каналы или другие сооружения. Осадочные породы также являются важными источниками природных ресурсов, таких как уголь, ископаемое топливо, питьевая вода или руды.

изучение толщи осадочных данных является основным исследованием для понимания истории Земли, включая палеогеографию, палеоклиматологию и историю жизни. Научная дисциплина, изучающая свойства и происхождение осадочных пород, называется седиментология. Седиментология является частью геологии и физической географии и частично пересекается с другими дисциплинами наук о Земле, такими как почвоведение, геоморфология, геохимия и структурная геология. Осадочные породы также были обнаружены на Марсе.

Содержание

  • 1 Классификация по происхождению
    • 1.1 Обломочные осадочные породы
      • 1.1.1 Конгломераты и брекчии
      • 1.1.2 Песчаники
      • 1.1.3. Грязевые породы
    • 1.2 Биохимические осадочные породы
    • 1.3 Химические осадочные породы
    • 1.4 «Прочие» осадочные породы
  • 2 Классификация на основе состава
  • 3 Отложение и преобразование
    • 3.1 Перенос и отложение наносов
    • 3.2 Трансформация (диагенез)
  • 4 Свойства
    • 4.1 Цвет
    • 4.2 Текстура
    • 4.3 Минералогия
    • 4.4 Ископаемые
    • 4.5 Первичные осадочные структуры
    • 4.6 Вторичные осадочные структуры
  • 5 Среды осадконакопления
    • 5.1 Осадочные фации
      • 5.1.1 Галерея осадочных фаций
  • 6 Осадочные бассейны
    • 6.1 Влияние астрономических циклов
  • 7 Скорость седиментации
  • 8 Стратиграфия
  • 9 Происхождение
  • 10 См. Также
  • 11 Ссылки
    • 11.1 Библиография
  • 12 Внешние ссылки

Классификация на основе происхождения

Улуру (Ayers Roc k) представляет собой крупное образование песчаника в Северной территории, Австралии.

Осадочные породы можно разделить на четыре группы в зависимости от процессов, ответственных за их образование: обломочные осадочные породы, биохимические (биогенные) осадочные породы, химические осадочные породы и четвертая категория для « других »осадочных пород, образованных в результате ударов, вулканизма и других второстепенных процессов.

Обломочные осадочные породы

Клейстон, отложенные в ледниковом озере Миссула, Монтана, США. Обратите внимание на очень тонкую и плоскую пластину, обычную для отложений, происходящих из слоев озера, находящегося от дальше источника осадка.

Обломочные осадочные породы состоят из других фрагментов породы, которые были цементированы силикатными минералами. Обломочные породы состоят в основном из кварца, полевого шпата, обломков горных пород (каменных), глинистых минералов и слюды ; может присутствовать любой тип минерала, но в целом они представляют собой минералы, которые существуют локально.

Обломочные осадочные породы подразделяются по преобладающему размеру частиц. Большинство геологов используют шкалу размера зерен Уддена-Вентворта и разделяют рыхлые отложения на три фракции: гравий (диаметр>2 мм), песок (от 1/16 до 2 мм в диаметре) и грязь (глина = <1/256 mm and ил составляет от 1/16 до 1/256 мм). Классификация обломочных осадочных пород соответствует этой схеме; конгломераты и брекчии состоят в основном из гравия, песчаники состоят в основном из песка и Грязевые породы изготавливаются в основном из лучших материалов. Это трехстороннее подразделение отражено в обширных категориях рудитов, аренитов и лютитов, соответственно, в более ранней литературе.

Подразделение этих трех широких категорий основано на различиях в форме обломков (конгломераты и брекчии ), состав (песчаники ), зернистости размера или текстуры (глинистые породы ).

Конгломераты и брекчии

Конгломераты преимущественно состоят из окатанного гравия, а брекчии сложены преимущественно угловатыми гравием.

песчаниками

Осадочная порода с песчаником на Мальте Нижний каньон Антилопы была вырезана из окружающего песчаника в результате как механического, так и химического выветривания. Ветер, песок и вода от внезапных паводков вызывающих агенты выветривания.

Схемы классификации песчаника широко различаются, но большинство геологов используют схему Дотта, в которой используется относительное содержание кварца, полевой шпат и зерна каменного каркаса, а также обилие мутной матрицы между крупными зернами.

Состав зерен каркаса
Относительное обилие зерен каркаса размером с песок определяет первое слово в названии песчаника. Название зависит от преобладания трех наиболее распространенных компонентов: кварца, полевого шпата или каменных фрагментов, происходящих из других пород. Все минералы химические материалы и не используются в названии породы независимо от количества.
  • Кварцевые песчаники содержат>90% зерен кварца
  • Песчаники полевого шпата имеют <90% quartz grains and more feldspar grains than lithic grains
  • Каменные песчаники имеют <90% quartz grains and more lithic grains than feldspar grains
Обилие илистого матричного материала между песчинками
Когда осаждаются частицы размером с песок, пространство между зернами либо остается открытым, либо заполняется илом (илом и / или частицами размером с глину).
  • «Чистые» песчаники с открытым поровым пространством (которые позже могут быть заполнены матричным материалом) называются аренитами.
  • Мутные песчаники с обильным (>10%) илистым матриксом называются вакками.

Шесть имен песчаника возможны с использованием дескрипторов для состава зерен (кварцевый, полевошпатовый и литический) и количества матрицы (вакке или аренита). Например, кварцевый аренит будет состоять в основном из (>90%) зерен кварца и иметь мало или совсем не глинистую матрицу между зернами, у литического вакка будет много литических зерен и обильная мутная матрица и т. Д.

Хотя схема классификации Дотта широко используется седиментологами, такие общие названия, как грейваке, аркоз и кварцевый песчаник, по-прежнему широко используются неспециалистами и в популярной литературе.

Грязевые породы

Грязевые породы - это осадочные породы, состоящие не менее чем на 50% ила - и глинистых частиц. Эти относительно мелкозернистые частицы обычно переносятся турбулентным потоком в воде или воздухе и осаждаются, когда поток успокаивается и частицы оседают из суспензии.

Большинство авторов в настоящее время используют термин «глинистая порода». Грязевые породы могут быть разделены на алевролиты, состоящие из частиц размером с ил; аргиллиты с примерно равным составом частиц алевритовой и глинистой крупности; и аргиллиты, состоящие в основном из частиц размером с глину. авторы используют термин «сланец » как термин для делящейся некоторых глинистой породы (независимо от размера зерен), хотя в более ранних литературных источниках термин «глинистый сланец» используется как синоним глинистой породы <. 87>

Биохимические осадочные породы

Обнажение ордовика горючих сланцев (кукерсит ), Северная Эстония

Биохимические осадочные породы образуются, когда Организмы используют Примеры включают:

Химические осадочные породы

Химические осадочные образуются, когда минеральные компоненты в растворе становятся перенасыщенный и неорганический осадок. Обычные химические осадочные породы включают оолитовый известняк и породы, состоящие из эвапорита минералов, таких как галит (каменная соль), сильвит, барит и гипс.

«Прочие» осадочные породы

Эта четвертая дополнительная категория включает породы, образованные пирокластическими потоками, ударными брекчиями, вулканические брекчии и другие относительно необычные процессы.

Классификация основ на составе

Окаменелости Неринеи морских брюхоногих моллюсков позднего мела (сеноман ) возраст, в известняке в Ливане.

В качестве альтернативы, осадочные породы можно подразделить на группы по составу на основе их минералогии:

Отложение и преобразование

Перенос и отложение осадка

Перекрестное прослоение и размыв в мелком состоянии песчаник ; Формация Логан (Миссисипи ) округа Джексон, Огайо

Осадочные породы образуются, когда осадок осажденные из потоков воздуха, льда, ветра, тяжести или воды, несущие частицы в суспензии. Этот осадок часто образуется, когда выветривание и эрозия разрушают породу на рыхлый материал в области источника. Материал затем транспортируется из зоны источника в зоне осаждения. Тип переносимых отложений зависит от геологии внутренних (источника отложений). Однако некоторые осадочные породы, такие как эвапориты, состоят из материала, образующегося в месте отложения. Таким образом, природа осадочной породы зависит не только от поступления наносов, но и от среды осадочных отложений, в которой они образовались.

Трансформация (диагенез)

Раствор под давлением работает в обломочной породе. В то время как материал может рекристаллизоваться из раствора и действовать как цемент в открытых поровых пространствах. В результате возникает чистый поток материала из области, подверженных высокому напряжению, в области, подверженных низкому напряжению, в результате чего возникает чистый поток материала из более компактной и твердой. Таким образом, рыхлый песок может превратиться в песчаник.

Диагенез используется для описания всех химических, физических и биологических изменений, за исключением выветривания поверхностей, которым подверглись отложения после их первоначального отложения. Некоторые из этих процессов приводят к тому, что осадок консолидируется в компактное твердое вещество из использования рыхлого материала. Молодые осадочные породы, особенно четвертичного возраста (самый последний период геологической временной шкалы ), часто все еще не консолидированы. По мере накопления отложений покрывающее (литостатическое) давление повышается, и происходит процесс, известный как литификация.

Осадочные породы часто насыщены морской водой или грунтовыми водами, в которых минералы могут растворяться или из минералы выпадать в осадок. Осаждения минералов сокращают поровое пространство в породе, этот процесс называется цементация. Из-за порового пространства исходные содержся жидкости вытесняются. Осажденные минералы образуют цемент и делают породу более плотной и компетентной. Таким образом, рыхлые обломки в осадочной породе могут «склеиваться».

Когда осаждение продолжается, более старый слой породы в результате погружается глубже. Литостатическое давление в породе увеличивает из-за веса вышележащих отложений. Это уплотнение - процесс механической реорганизации зерен. Уплотнение - это, например, важный диагенетический процесс в глине, который изначально может состоять на 60% из воды. Во время уплотнения поровая вода выдавливается из пор. Уплотнение также может быть результатом растворения зерен раствор под давлением. Растворенный материал снова выпадает в осадок в открытых поровых пространствах, что означает чистый поток материала в поры. Однако в некоторых случаях минерал растворяется и больше не выпадает в осадок. Этот процесс, называемый выщелачиванием, увеличивает поровое пространство в породе.

Некоторые биохимические процессы, такие как активность бактерий, могут влиять на минералы в горных породах и поэтому рассматриваются как часть диагенеза. Грибы и растения (по их корням ) и различные другие организмы, живущие под поверхностью, могут влиять на диагенез.

Захоронение горных пород из-за продолжающегося осадконакопления приводит к повышению давления и температуры, что стимулирует начало химические реакции. Примером создания реакции, в результате которого органический материал становится лигнитом или углем. Когда температура и давление увеличиваются еще больше, область диагенеза уступает место метаморфизму, процессу, который формирует метаморфическую породу.

Свойства

Кусок полосчатого железного образования, тип породы, состоящий из чередующихся слоев с оксидом железа (III) (красный) и оксидом железа (II) (серый). BIF сформировались в основном в докембрии, когда атмосфера еще не была богата кислородом., Пояс Барбертона Гринстоун, Южная Африка

Цвет

Цвет осадочной породы часто в основном определяется железом, элементом с двумя основными оксиды: оксид железа (II) и оксид железа (III). Оксид железа (II) (FeO) образуется только в условиях низкого содержания кислорода (бескислородный ) и придает породе серый или зеленоватый цвет. Оксид железа (III) (Fe 2O3) в более богатой кислородом среде часто встречается в форме минерала гематита и придает породе красноватый или коричневатый цвет. В засушливом континентальном климате горные породы находятся в непосредственном контакте с атмосферой, и окисление является важным процессом, придающим породе красный или оранжевый цвет. Толстые толщи красных осадочных пород, образовавшиеся в засушливом климате, получили название красных пластов. Однако красный цвет не обязательно означает скалу, образовавшуюся в континентальной среде или засушливом климате.

Присутствие органического материала может окрасить скалу в черный или серый цвет. Органический материал состоит из мертвых организмов, в основном растений. Обычно такой материал со временем разлагается в результате окисления или бактериальной активности. Однако в условиях отсутствия кислорода органический материал не может разлагаться и оставляет темный осадок, богатый органическими веществами. Это может происходить, например, на дне глубоких морей и озер. В таких средах смешивание воды невелико; в результате кислород из поверхностных вод не выводится, и осажденный осадок обычно представляет собой мелкую темную глину. Поэтому темные породы, богатые органическим материалом, часто представляют собой сланцы.

Текстура

Диаграмма, показывающая хорошо отсортированные (слева) и плохо отсортированные (справа) зерна

размер, форма и ориентация обломков (исходных кусков породы) в осадке называется его текстурой. Текстура является мелкомасштабным свойством породы, но определяет многие из ее крупномасштабных свойств, таких как плотность, пористость или проницаемость.

3D Ориентация обломков называется тканью породы. Между обломками порода может состоять из матрицы (цемента), состоящей из кристаллов одного или нескольких осажденных минералов. Размер и форму обломков можно использовать для определения скорости и направления течения в осадочной среде среды их происхождения; хорошо, оседает только в спокойной воде, в то время как гравий и более крупные обломки перемещаются только быстро движущейся водой. Размер зерна породы обычно выражается с помощью шкалы Вентворта, хотя иногда используются альтернативные шкалы. Размер зерна может быть выражен как диаметр или объем и всегда является средним размером - порода состоит из обломков разных размеров. Статистическое распределение размеров зерен различно для разных типов горных пород и описывается в своем названии сортировкой породы. Когда все обломки имеют более или менее одинаковый размер, порода называется «хорошо отсортированной», а при большом разбросе размеров зерен порода называется «плохо отсортированной».

Диаграмма, показывающая округление и сферичность зерен

Форма обломков может отражать происхождение породы.

Ракушечник, скала, состоящая из обломков разбитых раковин, может образовываться в энергичной воде. Форму обломка можно описать с помощью четырех параметров:

  • Текстура поверхности степени мелкомасштабного рельефа поверхности зерна, которая слишком мала, чтобы влиять на общую форму.
  • округление внешняя общая гладкость формы.
  • 'Сферичность '' степень приближения зерна к сфере.
  • '' трехмерную форму зерна.

Химический осадок Породы имеют некластическую структуру, целиком состоящую из кристаллов. Для описания такой текстуры нужен лишь средний размер кристаллов и ткани.

Минералогия

Глобальный коллаж образцов песка. На каждой пробной фотографии один квадратный сантиметр песка. Образцы песка ряд за рядом слева: 1. Стеклянный песок из Кауаи, Гавайи 2. Песок из дюн из пустыни Гоби 3. Кварцевый песок с зеленым глауконитом из Эстонии 4. Вулканический песок с красноватым выветрившимся базальтом из Мауи, Гавайи 5. Биогенный коралловый песок из Молокаи, Гавайи 6. Кораллово-розовые песчаные дюны из Юты 7. Стеклянный вулканический песок из Калифорнии 8. Гранатовый песок из Эмералд-Крик, штат Айдахо 9. Оливиновый песок из Папаколеа, Гавайи. [1]

Большинство осадочных кварц либо содержат карбонатные породы (особенно силикокластические породы), либо кальцит (особенно карбонатные породы ). В отличие от основных магматических и метаморфических пород, осадочные породы обычно содержат очень мало различных основных магматических пород. Однако происхождение минералов в осадочной породе часто более сложное, чем в вулканической породе. Минералы в осадочной породе могли образоваться в результате осаждения во время седиментации или диагенеза. Во втором случае минеральный осадок мог образоваться на более старом поколении цемента. Сложную диагенетическую историю можно изучить с помощью оптической минералогии с использованием петрографического микроскопа.

Карбонатные породы преимущественно состоят из карбонатных минералов, таких как кальцит, арагонит или доломит. И цемент, и обломки (включая окаменелости и ооиды ) карбонатной осадочной породы состоять из карбонатных минералов. Минералогия обломочной породы основан на поступающем из источника материала, способах доставки к месту отложения и стабильностью этого конкретного минерала. Устойчивость породообразующих минералов к выветриванию выражается серией факторов Боуэна. В этом случае наиболее устойчивыми являются кварц, за которыми следуют полевой шпат, слюды и, наконец, другие менее стабильные минералы, которые присутствуют только при незначительном выветривании. Степень выветривания зависит, главным образом, от их расстояния до места, местного и времени. В большинстве осадочных пород слюда, полевой шпат и менее стабильные минералы были восстановлены до глинистых минералов, таких как каолинит, иллит или смектит.

Ископаемые

Слои, богатые ископаемыми, в осадочных породах, Государственный заповедник Аньо-Нуэво,, Калифорния,

Среди трех основных типов горных пород окаменелости чаще всего встречаются в осадочных породах. Отличие от магматических и метаморфических пород, осадочные породы образуются при таких температурах и давлениях, которые не разрушают остатки окаменелостей. Часто эти окаменелости можно увидеть только при увеличении.

Мертвые организмы в природе обычно быстро удаляются мусорщиками, бактериями, гниением и эрозией, но осаждение может Возникновение исключительных обстоятельств, когда эти естественные процессы не работают, вызывая окаменение. Вероятность окаменения выше, когда скорость оседания высока (чтобы туша была быстро захоронена), в бескислородной среде (где наблюдается небольшая активность бактерий) или когда организм имеет особенно твердый скелет. Более крупные, хорошо сохранившиеся окаменелости относительно редки.

Норы в турбидите, добытые ракообразными (начало эоцена ) южного берегового побережья Пиренеи

Окаменелости могут быть как прямыми останками или отпечатками организмов, так и их скелетами. Чаще всего сохраняются более твердые части организма, такие как кости, раковины и древесная ткань растений. Мягкие ткани имеют гораздо большую вероятность окаменения, а сохранение мягких тканей животных старше 40 миллионов лет происходит очень редко. Отпечатки организмов, оставленные еще при жизни, называются окаменелостями, примерами которых являются норы, следы и т. Д.

часть осадочной или метаморфической породы, окаменелости претерпевают те же диагенетические процессы, что и содержащся в ней породы. Оболочка, состоящая из кальцита, может, например, растворяться, в то время как цемент из диоксида кремния затем заполнять полость. Таким же образом осаждающиеся минералы могут заполнять полости, ранее занятые кровеносными сосудами, сосудистой тканью или другими мягкими тканями. Это изменяет форму организма, но изменяет химический состав, процесс, называемый перминерализация. Наиболее распространенными минералами, участвующими в перминерализации, являются цементы карбонатов (особенно кальцит), аморфного кремнезема (халцедон, кремень, черт ) и пирит. В случае кремнеземных цементов этот процесс называется литификацией.

При высоком давлении и температуре органический материал мертвого организма подвергается химическим реакциям, в которых летучие такие как вода и диоксид углерода удаляются. В конце концов, ископаемое состоит из тонкого слоя чистого углерода или его минерализованной формы, графита. Эта форма окаменения называется карбонизацией. Это особенно важно для окаменелостей растений. Тот же процесс отвечает за образование ископаемого топлива, такого как лигнит или уголь.

Первичные осадочные структуры

Кросс-слоистость в флювиатил песчаник, средний старый красный песчаник (девон ) на Брессай, Шетландские острова A литье флейты, тип единственной маркировки, из Book Cliffs в Юта Знаки который ряби песчанные течением ванике, позже был наклонен (Haßberge, Бавария )

Структуры в осадочных породах можно разделить на «первичные» структуры (сформированные во время осаждения) и «вторичные» структуры (сформированные после осаждения). В отличие от текстур, структуры всегда крупномасштабные объекты, которые можно Осадочные структуры могут указывать на кое-что об осадочной среде или могут служить для определения того, какая сторона изначально обращена вверх, где тектоника накло нилась или перевернулась осадочные слои.

Осадочные породы залегают слоями, называемыми слоями или слоями. Слой покрыт как слой горной породы с однородной литологией и текстурой. Слои образуются путем наложения слоев друг на друга. Последовательность, характеризующая осадочные породы, называется слоистостью. Односпальные кровати могут быть толщиной от пары сантиметров до нескольких метров. Более тонкие, менее выраженные слои называются пластинками, а структура, которую пластинка формирует в горной породе, называется ламинацией. Пластинки обычно имеют толщину менее нескольких сантиметров. Хотя постельные принадлежности и ламинация часто изначально горизонтальны, это не всегда так. В некоторых средах слоев откладываются под (обычно небольшим) углом. Иногда в одной и той же породе существует несколько наборов слоев с разной ориентацией, такая структура называется косослоистостью. Кросс-слоистость образует при мелкомасштабной эрозии во время отложений, отсекающей часть слоев. Более новые грядки формируются под углом к ​​более старым.

Противоположностью перекрестной слоистости является параллельная слоистость, при которой все осадочные слои параллельны. Различия в слоистости обычно вызваны циклическими изменениями в поступлении наносов, вызванных, например, сезонными изменениями количества осадков, температуры или биохимической активности. Пластинки, которые предлагают сезонные изменения (аналогично годичным кольцам ), называются varves. Любая осадочная порода, состоящая из слоев миллиметрового или более мелкого масштаба, может быть названа общим термином ламинит. Когда осадочные породы вообще не имеют слоистости, их структурный характер называют массивной слоистостью.

Градиентная слоистость - это структура, в которой слои с меньшим размером зерна имеют слои с большим размером зерна. Эта структура образуется, когда быстро текущая вода перестает течь. Сначала осаждаются более крупные и тяжелые обломки во взвешенном состоянии, а затем более мелкие. Хотя ступенчатый слой может образовываться во многих различных средах, он является характеристикой токов мутности.

. Поверхность конкретного слоя, называемого слоем, также может указывать на конкретную осадочную среду.. Примеры грядок включают дюны и следы ряби. Единственные отметки, такие как следы инструментов и отливки канавок, выделяются собой бороздки, вырытые в осадочном слое, которые сохраняются. Часто это удлиненные структуры, которые можно использовать для определения направления потока во время осаждения.

Следы ряби также образуются в текущей воде. Есть два типа ряби: симметричная и асимметричная. В среде окружающей среды, где течение идет в одном направлении, например в реках, возникает асимметричная рябь. Более длинный фланг такой ряби находится выше по течению. Симметричная волновая рябь в средах, где течения меняют направление, например, в приливных отмелях.

Грязевые трещины покрывают собой слой пласта, вызванный обезвоживанием наносов, которые иногда выходят над поверхностью воды. Такие сооружения обычно встречаются на приливных отмелях или точечных барах вдоль рек.

Вторичные осадочные образования

Кристаллическая форма галита в доломите, формация Паадла (силурийский период ), Сааремаа, Эстония

Вторичные осадочные структуры - это те которые образовались после осаждения. Такие структуры образуются в результате химических, физических и биологических процессов в отложениях. Они могут быть индикаторами обстоятельств после дачи показаний. Некоторые из них могут использоваться в качестве критериев повышения.

Органические материалы в отложениях могут оставлять больше следов, чем просто окаменелости. Сохранившиеся следы и норы являются примерами ископаемых остатков (также называемых ихнофоссилиями). Такие следы относительно редки. Большинство ископаемых остатков - это норы моллюсков или членистоногих. Седиментологи называют это роение биотурбацией. Это может быть ценным индикатором биологической и экологической среды, существовавшей после того, как отложился осадок. С другой стороны, роющая деятельность организмов может разрушать другие (первичные) структуры в отложениях, что затрудняет реконструкцию.

Черт конкреции в меле, (верхний палеоцен - средний эоцен ), Кипр

Вторичные образования также могут образовываться диагенез или образование почвы (почвообразование ), когда отложения обнажены выше уровня воды. Примером диагенетической структуры, распространенной в карбонатных породах, является стилолит . Стилолиты - это неправильные плоскости, в которых материал растворялся в поровых флюидах породы. Это может привести к осаждению определенных химических веществ, вызывающих окраску и окрашивание породы, или к образованию конкреций. Конкреции представляют собой примерно концентрические тела, состав которых отличается от вмещающей породы. Их образование может быть результатом локальных осадков из-за небольших различий в составе или пористости вмещающей породы, например, вокруг окаменелостей, внутри нор или вокруг корней растений. В породах на карбонатной основе, таких как известняк или мел, кремний или кремний обычны конкреции, тогда как земные песчаники могут иметь железные конкреции. Конкреции кальцита в глине называются септарными конкрециями.

После осаждения физические процессы могут деформировать осадок, создавая третий класс вторичных структур. Контраст плотности между различными осадочными слоями, например между песком и глиной, может привести к структурам пламени или броскам нагрузки, образованным перевернутым диапиризмом. Пока обломочный слой все еще жидкий, диапиризм может вызвать опускание более плотного верхнего слоя в нижний слой. Иногда контраст плотности может возникать или расти, когда одна из литологических структур обезвоживается. Глина легко сжимается в результате обезвоживания, в то время как песок сохраняет тот же объем и становится значительно менее плотным. С другой стороны, когда давление порового дайка флюида в слое песка верхней критической точки, песок может прорваться через вышележащие слои глины и течь через них, образуя несогласованные тела осадочных пород, называемые осадочнымиками. Тот же процесс может образовывать грязевые вулканы на поверхности, где они прорывались через верхние слои.

Осадочные дайки также могут образовываться в холодном климате, когда постоянно замерзают в течение большей части года. Морозное выветривание может образовывать трещины в почве, которые сверху заполняются щебнем. Такие группы Сообщений как сообщаются, а также как восходящие сооружения.

Контраст плотности также может вызывать мелкомасштабные разломы, даже когда идет процесс седиментации (синхронно-осадочные разломы). Такие разломы могут также возникнуть, когда большие массы нелитифицированных отложений откладываются на склоне, например, на передней стороне дельты или на континентальном склоне. Неустойчивость таких отложений может привести к осажденному материалу оседанию, вызывая трещины и складки. Образованные структуры в породе представляют собой синосадочные складки и разломы, которые трудно отличить от складок и разломов, образованных тектоническими силами, действующими на литифицированные породы.

Среда осадконакопления

Обычные типы среды осадконакопления Желто-коричневые, зеленые, синие и белые водовороты представляют собой отложения на мелководье Мексиканского залива у берегов полуострова Юкатан. Сине-зеленое облако на этом изображении соответствует протяженности неглубокого континентального шельфа к западу от полуострова. Это прекрасный пример мелководного морского месторождения международная среда. Lac Gentau, отражающая Pic du Midi d'Ossau (Пиренеи, Франция ). Озерная среда составляет лишь небольшую часть общей обстановки осадконакопления.

Обстановка, в которой формируются осадочные породы, называется средой осадконакопления. Каждая среда имеет характерное сочетание геологических процессов и обстоятельств. Тип отложений зависит не только от отложений, которые переносятся в место (источник ), но и от самой окружающей среды.

A морская среда означает, что порода образует в море или океане. Часто проводится различие между глубоководной и мелководной морской средой. Под глубоководными морями обычно понимаются среды на глубине более 200 м ниже поверхности воды (включая абиссальную равнину ). Мелководные морские среды рядом с береговой линией и могут доходить до границ континентального шельфа. Движение воды в таких средах обычно имеет большую энергию, чем в глубоких средах, волновая активность уменьшается с глубиной. Это означает, что более крупные частицы осадка переносится. При переносе наносов с континента происходит чередование песка, глины и ила. Когда континент находится далеко, количество таких отложений может быть небольшим, и биохимические процессы доминируют над типом образующейся породы. На мелководье вдали от берега, особенно в теплом климате, в основном наблюдаются отложения карбонатных пород. Мелкая теплая вода - идеальная среда обитания для многих мелких организмов, строящих карбонатный скелет. Когда эти организмы умирают, их скелеты опускаются на дно, образуя толстый слой известкового ила, который может литифицироваться до няка известняка. Теплая мелководная морская среда также является идеальной средой для коралловых рифов, где отложения состоят в основном из известных скелетов, более других организмов.

В глубодной среде водное течение, воздействующее на морское дно, составляет маленький. В такие места можно переносить только мелкие частицы. Обычно осадки на дне океана предоставят собой мелкую глину или небольшие скелеты микроорганизмов. На глубине 4 км растворимость карбонатов резко возрастает (глубинная зона, где это происходит, называется лизоклином ). Известковый осадок, опускающийся ниже уровня лизоклина, растворяется; в результате этой глубины не может образоваться известняк. Скелеты микроорганизмов, образованные из кремнезема (такие как радиолярии ), не так растворимы и все еще откладываются. Примером породы, образованной скелетами кремнезема, является радиолярит. Когда морское дно имеет небольшой наклон, например на континентальных склонах, осадочный покров может стать нестабильным, вызывая течения мутности. Мутные течения - это внезапные нарушения обычно глубоководной морской среды, которые могут вызвать геологически мгновенное отложение большого количества отложений, таких как песок и ил. Последовательность пород, образованная мутным течением, называется турбидитом.

. Побережье - это среда, в которой преобладает волновое воздействие. На пляже оседает преимущественно более плотный осадок, такой как песок или гравий, часто смешанный с фрагментами ракушек, в то время как ил и глинистый материал удерживаются в механической суспензии. Приливные отмели и отмели - это места, которые иногда высыхают из-за прилива. Они часто пересекаются оврагами, где течение сильное, а размер зерен отложившегося осадка больше. Там, где реки находятся в водоеме, на берегу моря или озера, могут образовываться дельты. Это большие скопления наносов, перенесенных с континента в места перед устьем реки. Дельты сложены преимущественно обломочными осадками (отличие от химических).

Осадочная порода, образовавшаяся на суше, континентальная осадочная среда. Примерами континентальной среды являются лагуны, озера, болота, поймы и конусы выноса. В тихой воде болот, озер и лагун осаждается мелкий осадок, смешанный с органическим материалом мертвых растений и животных. В реках энергия воды намного больше, и она может переносить более тяжелый обломочный материал. Помимо переноса по воде, могут переноситься в континентальной среде также ветром или ледниками. Отложения, переносимые ветром, называются эоловыми и всегда очень хорошо отсортированы, в то время как отложения, переносимые ледником, называемыми ледниковыми тиллами и характеризуются очень плохой сортировкой.

Эоловые отложения могут быть весьма поразительными. Условия осадконакопления формации Туше, расположенной в Северо-Западе США, имели промежуточные периоды засушливости, в результате которых образовалась серия слоев ритов. Позднее эрозионные трещины были заполнены слоями почвенного материала, особенно в результате эоловых процессов. Заполненные сформированные вертикальные включения в горизонтально отложенных слоях формации Туше и, генерируемые событиями, которые произошли с течением времени среди сорока одного слоя.

Осадочные фации

Типичная порода, образованная в среде осадконакопления, называется ее осадочной фацией. Осадочные среды обычно существуют друг с другом в определенных естественных последовательностях. Пляж, на котором осаждаются песок и гравий, обычно ограничен более глубокой морской средой немного в стороне от берега, где одновременно откладываются более мелкие отложения. За пляжем могут быть дюны (где преобладающее отложение - это хорошо отсортированный песок) или лагуна (где отложения мелкой глины и органического материала). Каждая осадочная среда имеет свои характерные отложения. Когда осадочные толщи накапливаются с течением времени, окружающая среда может сдвигаться, образуя изменение фаций в недрах в одном месте. С другой стороны, когда пласт породы определенного возраста прослеживается сбоку, литология (тип породы) и фации в конечном итоге изменяются.

Смещение осадочных фаций в случае трансгрессии (вверху) и регрессия моря (внизу)

Фации можно различными способами: наиболее распространены по литологии (например: известняк, алевролит или песчаник) или ископаемым содержание. Коралл, например, обитает только в теплой и мелководной морской среде, поэтому ископаемые кораллы типичны для мелководных морских фаций. Фации, определяемые литологией, называются литофациями ; фации, по окаменелостям, - это биофации.

Осадочные среды могут со временем менять свое географическое положение. Береговые линии могут смещаться в направлении моря, когда уровень моря падает (регрессия ), когда поверхность поднимается (трансгрессия ) из-за тектонических сил в земных кора или когда река образует большую дельту. В недрах такие географические сдвиги осадочных сред прошлого фиксируются в сдвигах осадочных фаций. Явление, описываемое законом Вальтера.

Ситуация, в которой береговые линии перемещаются в направлении континента, называется проступок. В случае трансгрессии более глубокие морские фации откладываются более мелкими фациями, последовательность называется onlap. Регрессия - это ситуация, когда береговая линия движется в направлении моря. При регрессии более мелкие фации откладываются поверх более глубоких, такая ситуация называется.

Фации всех определенного возраста быть нанесены на карту, чтобы дать обзор палеогеографии. Последовательность для разных возрастов может дать представление о развитии региональной географии.

Галерея осадочных фаций

Осадочные бассейны

Диаграмма тектоники плит, показывающая конвергенцию океанической плиты и континентальной плиты. Обратите внимание на задуговый бассейн, преддуговый бассейн и океанический бассейн.

. Места, где происходит крупномасштабное осаждение, называются осадочными бассейнами. Количество осадка, которое может быть отложено в бассейне, зависит от глубины бассейна, так называемого жилого пространства. Глубина, форма и размер бассейна зависят от тектоники, движений в литосфере Земли. Там, где литосфера движется вверх (тектоническое поднятие ), земля в конечном итоге поднимается над уровнем моря, и этот район становится новых отложений, поскольку эрозия удаляет материал. Там, где литосфера движется вниз (тектоническое проседание ), образуется бассейн с отложениями.

Тип бассейна, образованного разделением двух частей континента, называется рифтовой впадиной. Рифтовые бассейны бывают вытянутыми, узкими и глубокими. Из-за расходящегося движения литосфера растягивается и истончается, так что горячая астеносфера поднимается и нагревает вышележащий рифтовый бассейн. Помимо континентальных отложений, рифтовые бассейны обычно заполняют часть заполнения, состоящую из вулканических отложений. Когда бассейн растет из-за развивающегося растяжения литосферы, рифт растет, образуя морские отложения.

Когда нагретый и растянутый кусок литосферы снова охлаждается, его плотность повышается, вызывая изостатическое оседание. Если это проседание продолжается достаточно долго, бассейн называют а. Примерами прогибов регионов вдоль пассивных континентальных окраин, но прогибы могут встречаться внутри континентов. В бассейнех прогиба дополнительного веса вновь отложенных отложений, чтобы поддерживать погружение по порочному кругу. Таким образом, общая мощность осадочного заполнения в прогибах может быть 10 км.

Третий тип бассейнов существует вдоль границ сходящихся плит - мест, где одна тектоническая плита движется под другой в астеносферу. Субдукционная пластина изгибается и образует бассейн передней дуги перед доминирующей пластиной - удлиненный, глубокий асимметричный бассейн. Преддуговыены заполнены глубоководными бассейнами и мощными толщинами турбидитов. Такое заполнение называется флиш. Когда конвергентное движение двух плит приводит к столкновению континентов, бассейн становится мельче и превращается в прогиб. В то же время тектоническое поднятие формируется горный пояс в перекрывающей плите, из которого большие количества материала размываются и переносятся в бассейн. Такой эрозионный материал растущей горной цепи называется молассой и имеет мелководную морскую или континентальную фацию.

В то же время растущий вес горного пояса может вызвать изостатическое проседание в области перекрывающей плиты на другой стороне горного пояса. Тип бассейна, образовавшийся в результате этого проседания, называется задуговым бассейном и обычно заполнен мелководными морскими бассейнами и молассой.

Циклическое чередование компетентных и менее компетентных слоев в пласте Блю Лиас в Лайм-Реджис, южная Англия

Влияние астрономических циклов

Во многих случаях фациальные изменения и другие литологические особенности в толщах осадочных пород имеют циклический характер. природа. Этот циклический характер вызван циклическими изменениями в поступлении наносов и осадочной среде. Большинство этих циклических изменений вызвано астрономическими циклами. Короткие астрономические циклы могут быть разницей между приливами или весенними приливами каждые две недели. В более крупном масштабе времени циклические изменения климата и уровня моря вызываются циклами Миланковича : циклические изменениями ориентации и / или положения оси вращения Земли и орбиты вокруг Солнца. Известно несколько циклов Миланковича, продолжительностью от 10 000 до 200 000 лет.

Относительно небольшие изменения ориентации земной оси или продолжительности сезонов могут иметь большое влияние на климат Земли. Примером могут служить ледниковые периоды последних 2,6 миллиона лет (четвертичный период ), предположительно вызваны астрономическими циклами. Изменение климата может повлиять на глобальный уровень моря (и, следовательно, на количество жилых помещений в осадочных бассейнах) и поступление наносов из определенного региона. В конце концов, небольшие изменения, вызванные астрономическими проблемами, вызывают большие изменения в осадочной среде и седиментации.

Скорость осаждения

Скорость осаждения зависит от местоположения. Канал в приливной равнине позволяет увидеть несколько миллиметров наносов за один день, в то время как на глубоком океанском дне ежегодно накапливается несколько миллиметров наносов. Можно различать нормальное осаждение и осаждение, вызванные катастрофическими процессами. Последняя категория включает все виды внезапных исключительных процессов, таких как массовое перемещение, оползни или затопление. Катастрофические процессы могут сразу увидеть внезапное отложение большого количества осадка. В некоторых осадочных средах большая часть общего столба осадочной породы образовалась в результате катастрофических процессов. В других осадочных средах преобладает нормальное, продолжающееся осаждение.

Во многих случаях седиментация происходит медленно. В пустыне, например, ветер осаждает силикатный материал (песок или ил) в некоторых местах, катастрофическое затопление вади может вызвать внезапные отложения большого количества обломочного материала, но в большинстве мест преобладает эоловая эрозия. Количество образующейся осадочной породы зависит не только от количества потребляемого материала, но и от того, насколько хорошо этот материал консолидируется. Эрозия положительных отложенных отложений вскоре после отложения.

Стратиграфия пермского периода - юрского периода плато Колорадо на юго-востоке Юты, что составляет большую часть выдающихся скальных образований на охраняемых территорий, таких как Национальный парк Кэпитол-Риф и Национальный парк Каньонлендс. Сверху вниз: округлые желто-коричневые купола навахо, слоистые красные формации Кайента, обрывистые, с вертикальными стыками, крылатые песчаники, образующие склоны, пурпурного формации Чинл, слоистой, светло-красной формации Моенкопи и белого слоистого песчаника формации Катлер. Изображение из Национальной зоны отдыха Глен-Каньон, Юта.

Стратиграфия

То, что новые слои горных образованы над более старыми слоями горных пород, заявлено в принципе наложения. Обычно в последовательность есть пробелы, называемые несоответствия. Это периоды, когда новые отложения не откладывались или когда более ранние отложения не поднимались над уровнем моря и размывались.

Осадочные породы тяжелой информации об истории Земли. Они содержат окаменелости, сохранившиеся остатки древних растений и животных. Уголь разновидностью осадочной породы. Состав отложений дает нам ключ к разгадке первоначальной породы. Различия между последовательными слоями на изменения в окружающей среде с течением времени. Осадочные породы могут содержать окаменелости, потому что они отличаются от других магматических и метаморфических пород, они не разрушаются при температуре и давлении, которые не разрушают окаменелости.

Происхождение

Распространение детрита

Происхождение - реконструкция происхождения отложений. Вся порода, обнаженная на поверхности Земли, подвергается физическому или химическому выветриванию и распадается на более мелкозернистые отложения. Источником осадочного детрита могут быть все три типа пород (магматические, осадочные и метаморфические породы). Целью исследований происхождения осадочных пород является реконструкция и интерпретация истории отложений от исходных материнских пород в области источника до окончательного детрита на месте захоронения.

См. Также

Ссылки

Библиография

Внешняя ссылки

В Викибуке Историческая геология есть страница по теме: Осадочные породы
Wikimedia Comm. На сайте есть материалы, связанные с осадочными породами.
Последняя правка сделана 2021-06-07 08:38:52
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте