Задать вопрос юристу

§ 1. ПРИМЕРЫ ДИАГЕНЕЗА ОСАДКОВ


Под диагенезом осадков понимают совокупность процессов преобразования рыхлых осадков в осадочную горную породу. Только что отложившиеся осадки не являются еще горной породой. Они отличаются рыхлостью и, прежде чем стать горными породами, претерпевают многообразные изменения, продолжающиеся длительное время (десятки, сотни тысяч лет).
Изменения происходят постепенно, и невозможно указать тот момент времени, когда осадок становится осадочной горной породой. К этим изменениям, в частности, относятся: 1) уплотнение; 2) растворение и заполнение пустот, образующихся при растворении; перекристаллизация, цементация; 3) восстановление сульфатов; 4) образование конкреций; 5) образование доломита; 6) разложение силикатов; 7) процессы углефикации; 8) образование нефти и др. В некоторых процессах диагенеза, несомненно, принимают участие и бактерии.
У плотнение. Отложившийся осадок покрывается последующими слоями осадков и уплотняется под давлением, обусловленным весом отложившихся выше слоев. Вода, заключенная между частицами осадка, в значительной степени выдавливается. Уплотнению способствуют эпейрогенические опускания. Химические реакции на глубине протекают быстрее, чем в условиях нормального давления и температуры.
Растворение и заполнение пустот, образующихся при растворении; перекристаллизация, цементация. Воды того бассейна, на дне которого отложились осадки, растворяющим образом действуют на отдельные их части. Если циркулирующие в осадке воды содержат в растворенном состоянии углекислоту, кислород, сероводород ит. д., растворяющая способность их очень возрастает.
Как отмечалось, раковины и вообще твердые части организмов, встречающиеся в осадках, обычно состоят из СаС03, Si02 • иН20,

фосфорнокислых солей кальция или FeC03. Эти вещества нередко растворяются, и в осадке образуются соответствующие пустоты, которые затем заполняются веществами, выпадающими из водных растворов, циркулирующих в осадке (в данном случае мы говорим не о рыхлом, только что отложившемся осадке, а об осадке в известной степени уплотнившемся, находящемся на некоторой глубине под дном водного бассейна, покрытом более молодыми осадками). Таким образом, в горной породе, получающейся из осадка, нередко встречаются раковины и твердые части организмов, состоящие не из того вещества, из которого они были сложены при жизни организмов, а из нового, заменившего старое. Например, раковина могла состоять из углекислого кальция, но он растворился и образовавшаяся пустота заполнилась впоследствии выпавшей из раствора водной окисью кремния (Si02 • гсН20).
Процессы растворения, образования пустот и последующего их заполнения можно наблюдать в толщах лёсса и лёссовидных глин. В них мы встречаем различной величины и формы журавчики, дутики серого и белого цвета, состоящие из СаСОд. Процессы, наблюдаемые в лёссе, в известной степени напоминают те. которые происходят в осадках.
Примером перекристаллизации может служить затвердение коралловых рифов (превращение их в коралловые известняки). Коралловые рифы первоначально представляют собой известковые скелеты кораллов (стенки, перегородки камер), мшанок, водорослей и др. Под действием углекислоты, освобождающейся при разложении органического вещества животных и растительных организмов, углекислый кальций частично растворяется, и после выделения углекислоты выпадает снова уже в кристаллической форме и укрепляет ажурные постройки, созданные кораллами, мшанками, водорослями.

Соли, растворенные в воде, особенно СаС03, FeC03, SiO2, Si02x X гсН20 ж др., могут выпадать и в пространстве между частицами осадка. Этому способствуют понижение давления и температуры, испарение, выделение из воды углекислоты и других газов. В результате происходит цементация осадков. Пески превращаются в песчаники, галечники — в конгломераты, осадок из крупного остроугольного неокатанного обломочного материала — в брекчию, тер- ригенный ил — в глины, глинистые сланцы, аргиллиты и т. д.
Цементирующими веществами осадков чаще всего бывают углекислый кальций, водная окись кремния, окись кремния, карбонат железа. Так, из песков возникают известковистые, кремнеземистые или кремнистые и железистые песчаники. То же можно сказать о других обломочных горных породах, отличающихся друг от друга тем или другим цементирующим веществом.
Восстановление сульфатов. Сульфаты в том или другом количестве всегда растворены в воде бассейна, на дне которого откладываются осадки. В воде и осадках находятся различные
организмы, представители планктона, бентоса и нектона. Некоторые из них, особенно из группы бактерий (анаэробных), извлекают необходимый для них кислород из сульфатов, имеющихся в воде и осадке. Сульфаты восстанавливаются и превращаются в сульфиды. Происходит, по-видимому, следующая реакция:
RSQ4 - 2С = 2СОа4- RS, где R может быть Na, К, Са, Mg, Fe н т. д.;
RS + H20 = R0-bHaS; НО -г CQ2 = RC03.
Иными словами, сульфаты превращаются в карбонаты и сероводород. Карбонаты, например кальция, магния и железа, менее растворимы в воде, чем их сульфаты, и поэтому отлагаются в осадке. Кроме того, осадки обогащаются сульфидами железа (пиритом и марказитом).
В результате распада вещества (особенно белков) остатков организмов, попадающих на дно водного бассейна, в условиях восстановительной среды также образуется сероводород, который в дальнейшем может идти на образование сульфидов, в том числе сульфидов железа (пирита и марказита).
Образование конкреций. В осадках нередко возникают разнообразные конкреции из FeC03, Fe203- гаН20, ВаС03, Si02, CaS04 • 2Н20, Ліго,, • и.Н20 и др. сфероидальной, эллипсоидальной, гроздевидной, ветвистой и иных форм. В поперечном разрезе конкреции часто имеют концентрическое или радиальное строение. Многие из них образуются при участии вещества растительных и животных организмов. Это особенно бросается в глаза при рассмотрении фосфоритовых конкреций, обычно переполненных раковинами различных организмов. В центре конкреций нередко встречаются раковины организмов, окаменевшие части растений или пустоты от них, а иногда и посторонние тела (песчинки, гравий, гальки).
Сферические или эллипсоидальные конкреции образуются самыми различными путями. Укажем только два из них.
  1. В какой-либо осадок (песок или ил) попадает раковина с телом организма. Она покрывается слоями последующих осадков. Вещество организма начинает распадаться. Образуются газообразные продукты, например углеводороды (С„Н)И), NHS, РН3, СО,, N203, NA, Р205, H2S, S03 и т. д. Газы проникают в окружающий осадок и реагируют с ним. В результате возникают новые образования, концентрически распределяющиеся вокруг центра распада органического вещества.
  2. Постороннее тело в однородной массе осадка может явиться центром стяжения различных солей, заключенных в осадке. Вокруг этого центра возникают новые соединения, в совокупности дающие конкрецию.

Чрезвычайно интересными бывают конкреции из сидерита — сферосидерит ы. Они имеют сферическую или караваеобразную форму и иногда достигают в диаметре 1—1,5 м и более.
На первый взгляд конкреции производят впечатление глыб ка- ких-то посторонних тел, захороненных в осадок во время его отложения. Дальнейшее рассмотрение этих включений заставляет убедиться, что они являются образованиями, возникшими в толще осадка после его отложения, т. е. и результате своеобразных процессов диагенеза.
Нередко можно видеть, как тонкая слоистость в пределах вмещающих глин переходит в такую же слоистость в пределах конкреций. Глины по плоскостям слоистости рассланцовываются, конкреции не рассланцовываются, но несут на себе ясные следы слоистости, существовавшей до их образования (вещество глин в процессе диагенеза заменялось другим веществом, но текстурные особенности, свойственные глинам, сохранились).
Образование доломита. Нередко из известковых илов образуются доломиты. Этот процесс происходит обычно на дне лагун с повышенной соленостью воды. Хлорид магния, находящийся в растворенном состоянии в воде лагуны, приходит в химическое взаимодействие с углекислым кальцием известковистого ила. Протекает следующая обратимая реакция:
CaC03-)-MgCl2 ^ * СаСГд-Н MgCOg.
Эта реакция приходит в равновесное состояние тогда, когда весовое количество СаС03 становится равным 54,36%, a MgC03— 45,64%. Образуется горная порода состава СаС03 • MgC03 или CaMg(C03)2, которую называют доломитом.
Разложение силикатов. Разложение и изменение силикатов происходят в осадке под действием воды и растворенных в ней газов. Например, полевые шпаты превращаются в каолин, окись кремния и карбонаты (см. главу VI, § 1, «Гидролиз»).
Процессы углефикации. К явлениям диагенеза осадков относятся процессы обогащения углеродом осадка, состоящего из растительного материала и частично из материала животных организмов, накопившегося в зарастающих озерах и возникающих из них болотах (об этом подробнее говорилось в главе, посвященной геологической деятельности озер и болот).
В результате процессов диагенеза этот материал постепенно переходит в торф, из которого затем образуется лигнит (бурый уголь), преобразующийся под воздействием давления и температуры последовательно в каменные угли различных видов (гумусовые). То же можно сказать и о сапропелевых углях.
Дальнейшие изменения каменных углей под влиянием больших давлений и высоких температур приводят к превращению их в антрациты, а затем в графиты. Образование графитов и отчасти антрацитов надо относить уже к процессам метаморфизма.

При метаморфизме изменяются уже не осадки, а горные породы. Эти изменения несравненно более глубокие, чем те, которые происходят в осадках при диагенезе.
Образование нефти. Процесс образования нефти можно рассматривать как диагенетическое изменение органического вещества, откладывающегося в осадках. На этом процессе мы не останавливаемся, так как он подробно изложен в курсе «Геология нефти». 
<< | >>
Источник: М. м. ЧАРЫГИН, Ю. М. ВАСИЛЬЕВ. ОБЩАЯ И ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ. 1968

Еще по теме § 1. ПРИМЕРЫ ДИАГЕНЕЗА ОСАДКОВ:

  1. ПРОЦЕССЫ ДИАГЕНЕЗА ОСАДКОВ И МЕТАМОРФИЗМА ГОРНЫХ ПОРОД
  2. 5. «Осадки» и «производные»
  3. § 8. ОСАДКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
  4. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДКОВ НА КОНТИНЕНТАХ
  5. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДКОВ И ОБИТАНИЯ ОРГАНИЗМОВ В МИРОВОМ ОКЕАНЕ
  6. § 6. КАРТЫ СОВРЕМЕННЫХ И ИСКОПАЕМЫХ ОСАДКОВ И ДРЕВНИЕ БЕРЕГОВЫЕ ЛИНИИ
  7. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДКОВ В ЗОНЕ ПЕРЕХОДА ОТ ОКЕАНА К МАТЕРИКУ
  8. § 5. МОРСКИЕ ОСАДКИ НА РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ МОРСКОГО ДНА
  9. ПРИМЕРЫ
  10. ПРИМЕР
  11. 10.1.2. Примеры рисков
  12. Некоторые примеры
  13. Примеры мутуализма, включающего поведенческие взаимосвязи
  14. Практический пример с использованием dd
  15. 5.7.2.1 Пример мистики
  16. Пример успешной стратегической дезинформации.
  17. Примеры Хи