Стадии преобразования осадков в осадочные горные породы и взаимоотношение слоистых толщ

Любой осадок после своего образования постепенно превращается в горную породу, проходя ряд стадий. Подобное превращение осадка в породу называется диагенезом (от греч. «диагенез» — перерождение). В осадке, сформировавшемся на морском дне, всегда присутствуют твердые иловые частицы; вещества, осажденные химическим путем; растворы в илах; органические вещества.

Все эти различные компоненты осадка в физико-химическом отношении неустойчивы и, естественно, стремятся к устойчивому равновесию в системе. Это достигается за счет образования новых минералов и удаления уже сформировавшихся минералов, но неустойчивых по отношению к новым физико-химическим условиям.

Так, осадок, весь пропитанный водой начиная с самых верхних своих частей, постепенно изменяется, дегидратируется и уплотняется. Высокая влажность, присутствие бактерий, разложение органических веществ, образование кислорода или, наоборот, его недостаток и появление сероводорода способствуют формированию окислительных или восстановительных условий и соответственно образованию минералов гидроокисла железа, сидератов, сульфидов железа. Одни минералы могут замещаться другими, возникают разнообразные конкреции или стяжения, состоящие из фосфатов, пирита, кварца, опала. Некоторые минералы замещают раковины, например, аммонитов, брахиопод, и тогда образуются так называемые псевдоморфозы (от греч. «псевдос» — ложь, неправда, «морфес» — форма).

Так постепенно рыхлый, водонасыщенный осадок уплотняется, цементируется различными веществами — опалом, халцедоном, кварцем — и превращается в твердую осадочную горную породу. Процессы диагенеза весьма длительны и сложны, и по мере накопления вышележащих осадков, когда возникают новые физико-химические условия, они изменяются.

После того как осадок преобразовался в осадочную горную породу, последняя не перестает подвергаться дальнейшим изменениям ввиду того, что осадочные породы в связи с тектоническими движениями погружаются и подвергаются воздействиям высоких давлений и температур, что приводит к дальнейшему уплотнению пород, уменьшению пористости, отжиманию рыхлосвязанной воды. Подобная стадия преобразования уже осадочных пород называется катагенезом (от греч. «ката» — вниз). На этой стадии торф превращается сначала в бурый уголь, а потом уже в каменный уголь. Если в осадках много рассеянного органического вещества и они, погрузившись на глубины в первые километры и превратившись в глинистые породы, подвергаются воздействию температур до + 150 °С. то в них начинают образовываться углеводороды — нефть и газ.

Дальнейшее увеличение давления и температуры на осадочные породы приводит к стадии метагенеза (от греч. «мета» — после), когда уже происходят процессы привноса—выноса вещества. Для этого необходимы глубины в 6 — 8 км и минерализованные растворы. Только после этой стадии начинаются процессы метаморфизма, происходящие уже в условиях высоких давлений и температур, о чем будет рассказано в гл. 14.

Термин «слой» обычно употребляется по отношению к любому плитообразному геологическому телу горной породы, залегающему параллельно поверхности, на которой оно сформировалось. Чаще всего первоначальное положение слоя близко к горизонтальному, но не обязательно. Признаки, по которым может выделяться слой, весьма разнообразны: гранулометрический состав, цвет, структура, типы слоистости и ее изменение, наличие фауны и др.

Важно отметить, что, наблюдая особенности слоя и взаимоотношение слоев в геологическом разрезе, мы всегда сопоставляем их с современными процессами. Зная физико-географические условия, в которых образуются различные осадки, в настоящее время появляется основание говорить о процессах далекого геологического прошлого, наблюдая слои, аналогичные современным, образующиеся в морях, озерах, речных долинах и др.

Еще в начале XIX в. английский ученый Ч.Ляйель впервые сформулировал принцип актуализма (от лат. «актуалис» — настоящее): «Настоящее — ключ к познанию прошлого», используя который геологи расшифровывают физико-географические обстановки далеких геологических эпох. Метод актуализма следует применять, помня о том, что не всегда в геологической истории физико-географические условия были одинаковы, некоторые из них свойственны только древним эпохам и не проявлялись в современную эпоху.

В толщах осадочных пород отражена история их формирования, колебания уровня моря, тектонические движения. Так, если в вертикальном геологическом разрезе наблюдается смена вверх по разрезу грубых отложений (конгломератов, песков) более тонкими (глинами, мергелями), а затем известняками, можно утверждать о наступлении моря или трансгрессии, которая связана либо с тектоническим опусканием морского дна, либо с повышением уровня моря.

Противоположное строение геологического разреза, в котором тонкие отложения сменяются вверх по разрезу более грубыми, свидетельствует о поднятии дна или о понижении уровня моря, т.е. регрессии. Соответственно серии отложений называются трансгрессивными, или регрессивными.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >