Осадочные породы это какие

Он происходит не только глубоко под землей, но и на ее поверхности. Осадочные породы формируются в результате уплотнения и цементации различных отложений и цементации различных отложений (осадков), которые накапливаются слой за слоем.

• Классификация и типы осадочных пород

• Обломные осадочные породы
• Хемогенные осадочные породы
• Биогенные осадочные породы

Классификация и типы осадочных пород

Существует 3 основных типа осадочных пород: обломные, биогенные (органогенные) и хемогенные.

Обломные осадочные породы

Обломные породы образуются из более древних пород, обломки которых были механически перенесены и отложены на новом месте водой, ветром или движущимися ледниками. Эти породы классифицируют по размерам составляющих их частиц — от крупных обломков до тончайших глин. Обломки могут быть окатанными и округлыми или изломанными и угловатыми. Они могут быть несвязанными (неконсолидированными) или сцементированными материалом, растворенным в грунтовых вода, например кальцитом, кремнеземом или оксидами железа. Обломочные породы составляют 75% всех осадочных пород.

Осадочные горные породы

Это разбитые на куски слои мергеля, переходной породы от известняка и доломита к глине, были отложены глубоко в море миллионы лет назад.

Хемогенные осадочные породы

Хемогенные породы формируются в результате химических и физических процессов. Они могут образоваться путем осаждения минералов из морской воды, как например, кремень — разновидность кремнезема.

Хемогенные осадки накапливаются при испарении воды из соленых озер или мелководных морей, как, например, гипс и каменная соль. Он также формируется в процессе выщелачивания, когда подземные воды растворяют и переоткладывают минералы. Примером является боксит — алюминиевая руда.

Биогенные осадочные породы

Известняк может образоваться как в результате химического осаждения карбоната кальция (кальцита), так и биогенным путем. Биогенные разновидности известняка, например мел, состоят из скелетов миллионов мельчайших организмов.

Меловые утесы на юге Англии представляют собой тонкозернистые отложения мягкого известняка, образовавшегося из скелетов крошечных морских организмов, живших более 70 млн лет назад.

К биогенным продукта, скапливающимся среди осадочных пород, относятся различные виды ископаемого топлива. Уголь, например, представляет собой спрессовавшиеся растительные остатки. Нефть образовалась из органических остатков, погребенных под слоями непроницаемых пород и подвергшихся воздействию высоких температур, давления, бактерий.

Известняк состоит из карбоната кальция и образован в основном из скелетов и раковин морских животных. Слабокислая дождевая вода частично растворяет известняк. В результате образуется известняковая мостовая, пронизанная провалами и трещинами, как эта на побережье Англии.

Выветривания горных пород — типы выветривания

Выветривания — это сложный процесс разрушения горных пород. Оно бывает физическим, химическим и органическим. Физическое выветривание — это разрушение пород под влиянием механических воздействий ветра, воды, перепадов температуры или, например, в результате морозного расклинивания, когда днем вода проникает в трещины в породе, а ночью замерзает и расширяется, разламывая породу.

К химическому выветриванию относится разрушение пород под действием воды и растворенных в ней газов или органических кислот, приводящее к частичному изменению химического состава пород. Химическое выветривание ускоряется при повышении температуры.

Органическое выветривание происходит под влиянием жизнедеятельности растительных и животных организмов. Например, корни деревьев расклинивают породы, а разложение биомассы ускоряет химическое выветривание.

Условия образования слоев осадочных пород

На этой ландшафтной схеме отражены некоторые условия образования слоев осадочных пород.

1. Мелкие частицы породы, отложенные ветром и водой в виде песка.
2. Частицы пород и почв, перенесенные вниз по течению речным потоком.
3. Дельта, образовавшаяся в результате отложения часик горных пород.
4. Континентальный шельф.
5. Континентальный склон.
6. Более тяжелые породы, осевшие на континентальном шельфе.
7. Частицы легких пород, скопившиеся на дне океана, со временем сдавливаются и цементируются в осадочные породы.
8. Осадочные породы сдавливаются, превращаясь в метаморфические.

Перенос осадочных пород

Большая часть материала, образующего осадочные породы, доставляются реками. Например, река Миссисипи ежегодно переносит к Мексиканскому заливу 180 млн т взвеси. При этом часть материала осаждается на речном дне, часть — в месте впадения реки в море, образуя дельту, а основная часть уносится в океан и скапливается на океанском дне. Осадочный материал может также переносится ветром и движущимися ледниками.

В процессе переноса происходит сортировка отложений по размеру. Крупные угловатые обломки перемещаются с трудом, поэтому их можно найти только в быстрых сильных потоках. Крошечные частички глинистой фракции переносятся на сотни километров или осаждаются в спокойных водах, например в мелководных озерах или глубоко на дне морей.

Мягкие гляны образованы частицами разрушенных пород, перенесенными и отложенными на новом месте ветром, водой или ледниками.

Изучение истории Земли по срезу осадочных пород

Более миллиарда лет земной истории запечатлено в слоях осадочных пород. В Большом каньоне в штате Аризона (США) взору открывается живописная последовательность осадочных слоев — страта, глубина которой составляет 1500 м., а возраст — примерно столько же миллионов лет.

Разноцветные слои песчаника, истертого и отполированного ледниковой эрозией, образуют живописный полосчатый рисунок на пологих склонах холмов в штате Аризона, США. Прогибы в горной породе — результат воздействия ветра и воды.

Песчаник обычно распознают по коричневым, розовым или красным слоям. Такое разнообразие цветов объясняется присутствием различных количеств оксидов железа, цементирующих осадочный материал.

Красные и желтые слои на стенке утеса в национальном парке Сион штата Юта, США, — это отложения песчаника триасового периода. Серые конусы граувакки образовались в результате подводных оползней. Разноцветные слои песчаника, истертого и отполированного ледниковой эрозией, образуют живописный полосчатый рисунок на пологих склонах холмов в штате Аризона, США. Прогибы в горной породе — результат воздействия воды и ветра.

Серая осадочная порода на переднем плане — граувакка — датируется поздним триасом и имеет возраст около 210 млн лет. Она образована в основном сцементированными слабоокатанными обломками метаморфических и магматических пород.

Ископаемые, которые обнаруживают в слоях, отражают развитие развитие форм жизни от первобытных кораллов и червей до рыб, динозавров и млекопитающих. Типы осадочных отложений рассказывают также и об условиях, в которых они образовались. Грубые конгломераты из сцементированной окатанной гальки говорят о том, что в этом районе когда-то текли быстрые реки.

Песчаником отмечены берега океанов и дельты рек. Глинистые отложения образовались в медленных водах, а известняки — в теплых мелководных морях, кишащих жизнью. Установить взаимосвязь между отложениями, найденными в разных районах Земли, можно путем сравнения ископаемых остатков в горных породах и оценки их возраста по таким маркерам, как лавовые потоки.

Источник: www.sciencedebate2008.com

Осадочные горные породы — основные характеристики, типы и структура

В земной коре постоянно образуются различные полезные ископаемые. В них есть множество видов осадочных горных пород (ОГП), которые занимают значительную площадь планеты. Детальным изучением природного материала занимается литология. Любителям геологии будет интересно узнать подробнее описание и свойства этих образований.

Происхождение горного материала

Осадочный материал существует в термодинамических условиях. Он возникает в поверхностной части земной коры. ОГП занимают почти три четверти площади материков, поэтому люди всегда с ними сталкиваются во время геологических работ. Природный материал формируется, когда выветриваются и разрушаются разные породы под воздействием жидкости, колебания температур и других факторов. Также они образуются из продуктов жизнедеятельности организмов или осадков из водной среды.

ОГП появляются на основе минеральных компонентов разрушенных полезных ископаемых. Большинство форм залегания естественного материала находят в виде пластов и слоёв. С ними связаны многие месторождения камней и других минералов. В таких образованиях сохранились останки многих вымерших организмов, с помощью которых возможно узнать историю развития разных уголков Земли.

При определении классификаций осадочных горных пород учитывались особенности формирования осадков в физико-механических и химических условиях, которые затем привели к появлению ОГП. Большую часть работы по этому вопросу проделал геолог Н. М. Страхов. На основе изученных свойств геологических материалов литологии научились определять и условия формирования горных пород.

Основные разновидности

Существует несколько групп ОГП, которые делятся по различным признакам. По генезу (механизму и условиям формирования) учёные составили список из четырех типов природных материалов. В учебной литературе можно найти таблицы с главными группами осадочных горных пород с примерами:

• Хемогенные. Формируются на основе выпадающих из водных растворов солей. Примеры — ангидрит, боксит, доломит, каменная соль, мирабилит.
• Обломочные. Неорганические породы, как алевролит, аргиллит, брекчия и песчаник, образуются в результате скоплений обломков разных полезных ископаемых.
• Органогенные. Появляются из остатков организмов животного или растительного происхождения. К таким видам пород относятся диатомиты, каменный уголь, коралловые известняки, торф.
• Смешанные. Ископаемые образуются сразу несколькими способами и представляют собой туфогравелиты, туффиты, туффопесчаники.

Между перечисленными группами ОГП можно наблюдать переходы, которые возникают из-за смешанных материалов разного происхождения. С появлением осадочных пород связаны слоистость и залегание образований в виде пластов.

Процесс литогенеза

Состав и структура ОГП формируются под влиянием её генезиса. Литогенез, представляющий собой совокупность геологических процессов, также определяет свойства осадочных пород.

Вещества, которые образовались при разрушении различных горных пород, переносятся ветром и отлагаются, формируя осадочные обломки. Накапливаются ОГП на дне водоёмов и поверхности суши. Со временем рыхлые скопления уплотняются и приобретают определённую структуру. Все эти процессы представляют собой стадии:

• Гипергенез. Сначала разрушаются кристаллические и иные породы, а затем сформировываются новые твёрдые ископаемые и растворы.
• Седиментогенез. Полученные вещества переносятся и откладываются на поверхности, образуя осадок.
• Диагенез. Отложения превращаются в новую породу.
• Катагенез. В получившемся материале происходят первые изменения.
• Метагенез. В конце литогенеза осадочная порода преобразуется в метаморфизованные месторождения.

Последние две стадии часто объединяют в один этап — эпигенез. Преобразования осадочных веществ проходят по-разному. В процессах участвуют и факторы окружающей среды: физико-химические условия, давление, движение воздуха, скорость течения воды и так далее.

Вещественный состав

Поскольку типы ОГП отличаются по источнику происхождения и особенностям процессов породообразования, они отличаются минеральным составом, в который могут входить различные химические элементы из таблицы Менделеева. Сложные единства содержат разнородные составляющие в виде реликтовых минералов, продукты разложения глин или слюд, экзогенные новообразования из истинных и коллоидных растворов.

Компоненты ОГП делят на две группы:

• Аллотигенные. Вещества представляют собой обломки, вулканогенный материал, терригенные или космогенные компоненты. Они поступают с суши или со дна водоёмов. Вещества переносятся путём волочения или в качестве механической взвеси, превращаясь в осадок. Аллотигенные составляющие противостоят гипергенному воздействию. Примеры минеральных компонентов — каолинит, кварц, дистен, полевые шпаты, ставролит, циркон. Степень механической обработки влияет на форму породы, которая бывает сферической, угловато-окатанной или неокатанной.
• Аутигенные. Эти вещества появляются в осадочных породах на различных этапах формирования. Составляющими будущих ОГП являются гидроксиды, глина, соли, сульфаты, глауконит, хлориты, фосфаты, сульфиды некоторых металлов и другие соединения. Природу веществ определяют по идиоморфности в порах и полостях, структуре зёрен, сферолитовому и оолитовому строению, сочетанию или замещению с иными минералами.

По стадии формирования аутигенные компоненты также группируют на диагенетические, катагенетические, метагенетические, седиментационные и элювиальные. Составляющие отображают физико-химические условия, в которых образовались минералы.

Структура минералов

Осадочные породы характеризуются разнообразной структурой, особенности которой зависят от компонентов ОГП. Её устанавливают по диаметру зёрен, однако их определение нельзя назвать однозначным.

Для каждого типа пород свойственна определённая структура:

• Обломочные: грубообломочная, песчаная, алевритовая, пелитовая, смешанная.
• Хемогенные: грубокристаллическая, крупнокристаллическая, среднекристаллическая, микрокристаллическая, тонкокристаллическая, микрокристаллическая.
• Биогенные: биоморфные, или цельнораковинные (название обусловлено тем, что породы состоят из целых раковин или скелетов организмов), детриусовые (или биокластовые).

При характеристике структуры ОПГ смотрят и на её пористость. Она свойственна всем осадочным материалам, не считая плотных химических веществ. Поры бывают различных размеров. Кроме того, в них могут находиться газ, вода или органические вещества.

Часто осадочные породы залегают в виде слоёв, формирующихся при накоплении веществ в воздухе и воде. Микрослоистость характерна для отложения в реках и озёрах. В горной породе могут быть одиночные прослои, отличающиеся составом и структурой от основной ОГП. Например, в песке может залегать тонкий глинистый слой.

Пласты занимают более значительную площадь. В них резко различаются слои отличных составов. Пласты ограничиваются с обеих сторон чётко выраженными поверхностями, которые называют кровля (верхняя) и ложе (нижняя). Мощность покрытия выражена в расстоянии между слоями. Высокий показатель наблюдается у морских отложений.

Небольшая мощность характерна для материковых образований четвертичной системы. Комплекс слоёв с одинаковым объёмом, сходным составом и временем происхождения называется толща.

Сформировавшиеся горные породы покрывают своеобразной оболочкой отложения метаморфического и магматического происхождения. Хотя осадочный материал составляет всего 5% земной коры, он покрывает огромную поверхность планеты, поэтому люди строят различные сооружения в основном на них.

Источник: nauka.club

Классификация и примеры осадочных горных пород

География

Есть 3 разновидности горных пород — это осадочные, магматические — интрузивные (внедрившиеся) и эффузивные (изверженные), а также метаморфические. Последние 2 вида хоть и составляют порядка 95% от объёма коры, имеют небольшую площадь выхода на поверхность. А вот осадочные горные породы, примеры классификации которых можно найти в любом петрографическом справочнике, занимают 75% земной поверхности. К ним относится бо́льшая часть полезных ископаемых.

Особенности формирования

Горные породы образуются на земной поверхности и являются результатом жизнедеятельности различных организмов (грибы, растения, животные), действия ледников и процессов эрозии. Их состав формируют продукты выветривания и разрушения, химического и механического осаждения из взвесей и растворов, останки биогенного происхождения.

Образующие процессы

Осадочные породы слагают поверхность Земли, составляя 10% массы коры. Почвенный слой лежит на подушке, толщиной от десятков сантиметров до нескольких километров (в геосинклинальных впадинах и прогибах). Формируют их несколько природных процессов:

1. При выветривании магматических, метаморфических или более древних осадочных формирований образуются обломки, растворы и даже новые минералы. С этого процесса начинается образование осадочного слоя, его называют гипергенезом, а порода, из которой складывается новая — материнской.
2. Движение водных и воздушных масс, ледников, оползневая деятельность, тектонические подвижки приводят к перемещению полученного осадка. Так происходит процесс транспортировки, который завершается отложением (седиментацией) материала на новом месте (седиментогенез).
3. Механический перенос обломков завершает механическое осаждение материала.
4. При транспортировке минеральных веществ в виде раствора (коллоидного или истинного), в случае перенасыщения его, выпадают минеральные осадки или коллоидные осадки. Так происходит хемогенное осаждение.
5. Органогенное осаждение происходит за счёт ассимиляции минеральных веществ живыми организмами и их последующей гибели. При этом идёт накопление органогенного ила и скелетных останков.
6. С течением времени полученный слой уплотняется, слёживается, цементируется и формируется твёрдое тело. Этот процесс в начальной фазе носит название катагенеза.
7. Более глубокое изменение, под действием давления вышележащих, младших по возрасту, слоёв, времени и температур, именуют метагенезом, он формирует метаморфизованные породы. Эти этапы (начальное и последующее изменение) в совокупности называют эпигенезом.
8. Все геологические процессы, ответственные за формирование, строение, минералогический состав, свойства, форму залегания и состояния нынешних осадочных пород объединяются понятием литогенеза.

Особенности формирования определяют то, что залегают осадочные породы, как правило, слоями. Могут образовывать линзы, барровые тела, гнёзда, карманы.

Минеральный состав

Эти породы обладают пористостью, имеют включения палеонтологических останков. Состав их определяется условиями формирования. В него входят группы минералов:

1. Образованные хемогенным, биохемогенным осаждением — группа гидроксидов Fe и Al (диаспо́р, гидраргилит, гетит), сульфаты (гипс), карбонаты (доломит, кальцит), вторичные силикаты (каолинит), галагениды (галит) и минералы группы кремнезёма (халцедон, кварц). Это основные породообразующие минералы.
2. Реликты, полученные от материнской породы, плохо поддающиеся выветриванию, прочные. По ним можно делать выводы об исходном материале. Примеры таких минералов — полевой шпат, биотит, мусковит, роговая обманка, апатит, гематит и другие подобные.

Когда порода образована крупными обломками, новообразованные минералы становятся цементом, заполняя пустоты. Образуют конкреции, секреции, желваки. Отрасли геологии, изучающие, как возникают разные виды осадочных горных пород, их состав, разновидности залегания, свойства — петрография, литология, отчасти — вулканология.

Деление на классы

Классификация осадочных пород основана на условиях их образования и происхождения. Но в формировании их принимают участие, как правило, несколько факторов одновременно. Одна и та же порода бывает разного происхождения (известняк — обломочный, хемогенный или биогенный), поэтому единой общепринятой системы не существует.

Основная классификация

Есть упрощённое деление на классы, по способу образования, строению, размерам обломков. Внутри классификации дополнительно делятся на подклассы и разновидности. По происхождению различают:

1. Органогенные — к ним относятся осадочные породы органического генезиса. Полностью или частично их формируют продукты жизнедеятельности организмов, содержат останки растений, обломки панцирей, раковин, скелетов.
2. Каустобиолиты, выделяемые в отдельный ряд формирования органогенного происхождения, угольной и нефтяной подгрупп. Являются горючими полезными ископаемыми. В эту же группу входят и горючие газы.
3. Биохемогенные — результат деятельности микроорганизмов (химических реакций, проходящих с их участием), или имеющие смешанное, химическое и органогенное происхождение.
4. Имеющие химический генезис (хемогенные). Они образуются в результате химических реакций, выпадения осадка из перенасыщенных истинных или коллоидных растворов. Приурочены, как правило, к водным бассейнам разных видов (древних или нынешних).
5. Породы коллоидно-осадочного происхождения обычно являются следствием химического разложения минералов и перехода в коллоидный раствор. Ещё к ним относят породы, составляющие коры выветривания (остаточные), а также глинистые.
6. Обломочные (терригенные) — образовавшиеся в процессе механического разрушения, выветривания и переноса обломков неорганического происхождения.
7. Имеющие смешанный состав, переходные между обломочными и карбонатными, карбонатными и органогенными, осадочно-вулканогенные, пирокластические. Эти геологические образования так и называют — смешанные.

Перечисленные группы обширны. Каждая включает в себя очень разные осадочные горные породы, список которых велик, поэтому внутри них происходит дальнейшее деление на подвиды.

Подразделение в группах

Обломочные отличают по наличию или отсутствию цементации, размеру и форме частиц. Но также есть классификация по минеральному составу. Бывают олигомиктовые, один минерал и полимиктовые — больше одного.

Таблица определения типов обломочных пород по размеру обломков, рыхлости, окатанности:

Классы пород	Размер обломков в мм	Несцементированные (рыхлые)		Сцементированные
		окатанные	угловатые	окатанные	угловатые
грубообломочные (псефиты)	от 100 и более	валуны	глыбы	конгломераты	брекчии
	от 10 до 100	галечник	щебень
	от 1 до 10	гравий	дресва
среднеобломочные (псаммиты)	от 0,5 до 1	песок крупнозернистый		песчаники крупнозернистые
	от 0,25 до 0,5	песок среднезернистый		песчаники среднезернистые
	от 0,1 до 0,25	песок мелкозернистый		песчаники мелкозернистые
мелкообломочные (алевролиты и алевриты, пылеватые)	от 0,1 до 0,01	алевриты, лёсс, пыль		алевролиты
глинистые	менее 0,01	пелит		аргиллит

Скопления глыб, валунов, с течением времени, если есть цементирующие осадки, образуют глыбовые или валунные конгломераты и брекчии. Конгломерат — крупнообломочная порода, сложенная окатанными, сцементированными фрагментами минералов. Брекчия отличается отсутствием окатанности. Когда присутствующие в составе обломки (более 50%) размерами не превышают 10 мм, формирование называют гравелитом.

Алевриты составлены зёрнами кварца, слюды, полевого шпата и занимают промежуточное положение между глиной и песком. Глинистые формации имеют тонкодисперсную структуру. Породообразующие минералы для них: каолин (глина для фарфора, керамики), монтмориллонит (набухает в воде, увеличивая объём почти в 10 раз, монтмориллонитовые формации — прекрасная покрышка для нефте- или водоносного пласта), гидрослюды и глаукониты.

Хемогенные разновидности

В обширную группу хемогенных и биохемогенных пород входят сложенные солями угольной кислоты (доломиты, известняки) карбонаты, сульфаты, хлориды, фосфаты. Этот подвид формируется при выпадении осадка из перенасыщенных растворов, а также благодаря деятельности живых организмов.

Таблица подразделения в группе хемогенных и биохемогенных пород:

Осадочные породы, список по группам	Породообразующие минералы	Химический состав
Карбонаты:	доломит, кальцит	СaMg (СO3)2, СaСO3
доломит, мергель, известняк
Соляные:	галит, сильвин	NaСl, KСl
галоиды (сильвинит, каменная соль)
сульфаты (селенит, гипс, ангидрит)	гипс	СaSO4 · 2H2O,
	безводный гипс (ангидрит)	СaSO4
Кремнистые:	опал	SiO2 · nH2O
хемогенные (туфы кремнистые,
кремень,	кремнезём
железистый кварцит)	кварц
биогенные (радиоляриты, биотомиты)	цементирующий — опал
хемобиогенные (опоки, трепелы,	опал,
яшмы)	кварц, халцедон
Железистые:	сидерит,	nFe2O3 + nH2O, FeСO3
сидерит
бурые железняки	гетит, лимонит
Фосфатные:	группа апатита (фосфатные минералы)	P4O10
фосфориты фосфатные терригенные

Все представленные в таблице виды осадочных пород различают также по происхождению. Так, карбонатные породы — доломиты и известняки — бывают обломочные, органогенные и биохемогенные. Дополнительно их различают по процентному количеству минералов и веществ, входящих в состав.

Ещё одна большая группа пород, имеющих органическое происхождение — каустобиолиты. Она включает ряд нефтяной, куда входят битумы, нефть и газ, а также угольный. В нём — бурый и каменный уголь, антрацит, торф, сапропель, горючие сланцы. Все породы этой группы являются горючими полезными ископаемыми.

В рамках доклада все породы и их виды показать невозможно. Только для известняков и доломитов предложено более двух десятков классификаций, такими исследователями, как Петтиджон, Кайе, Кароцци, Теодорович. В России часто пользуются классификацией по С. Г. Вишнякову.

Однако ознакомиться с осадочными породами и их разновидностями полезно не только геофизикам или геологам. Большинство из них — полезные ископаемые, ценный строительный материал. Строительство ведётся на них же. От артезианских и нефтегазовых скважин до изысканных украшений — область их применения. И они же составляют то, что называют «земная твердь».

Источник: na5.club