Литогенез. Характеристика основных типов и стадий.

Литогенез. Характеристика основных типов и стадий.

Литогенез – совокупность природных процессов образования и послед изменений осадочных горных пород.

Литогенез – процесс подготовки, транспортировки и седиментогенеза осадка

В цикле литогенеза различают следующие его стадии:

1) образование и мобилизация исходного вещества осадков в процессе физического и химического разрушения материнских пород и его перенос к месту захоронения - поверхностный гипергенез;

2) поступление осадков в конечные водоёмы стока и окончательное осаждение – седиментогенез

3) физико-химическое уравновешивание насыщенного водой осадка, завершающееся преобразованием его в осадочную породу - диагенез;

4) дальнейшие изменения породы по мере увеличения глубины её захоронения под влиянием возрастающих температуры и давления, а в некоторых случаях и воздействия водных растворов и газов - катагенез;

5) последующее преобразование состава пород, особенно глинистых, при дальнейшем их погружении - метагенез, или собственно метаморфизм

Осадок – во взвешенном состоянии на дне водоемов (ил)

Отложения – уплотнившиеся

Порода – твердое

Отложения – верхний/ средний/ нижний (стратиграфия)

Возраст отложений – поздний/ ранний (геохронология)

Главные факторы литогенеза: климат и тектонические движения

Типы литогенеза(климат) Классификация по Страхову:

1. Ледовый - процессы осадкообразования происходят на участках покрытых льдом; протекает в форме механического породообразования с невыраженной дифференциацией вещества; выделяется по наличию льда на поверхности и отрицательной среднегодовой температуре, отсутствие значительного влияния воды в жидкой фазе, подавленное химическое выветривание, осаждение вещества из растворов под ледниками.
2. Гумидный – формирование осадка в условиях влажного климата, осадки преобладают над испарением, вода существует в жидком виде хоть часть года; выделяется по интенсивности гумификации.

Развиваются флювиогляциальные процессы, вода – агент перемещающий осадок. Широко развиты болотные отложения (биогенные отложения). Условия благоприятны для химического преобразования. Реки способствуют сортировке материала. Материал быстро переносится => мало преобразовывается.

1. Аридный - происходит в условиях засушливого климата, испарение преобладает над осадками, вода может существовать в виде льда но редко, выделяется по интенсивности испарения влаги.

Основной тип – эоловый. Относительно медленный перенос материала по поверхности. Поставщик легкого материала.

1. Вулканогенно-осадочный - характеризуется породообразованием на участках с наземным и подводным вулканизмом, на подвижных и проницаемых для магмы участках литосферы, и на прилежащих к ним территориях

Первые три типа литогенеза обусловлены климатом (темп + влажн воздуха), и поэтому они зональны, причём наиболее чётко они выражены на платформах. Вулканогенно-осадочный литогенез не зонален, главным образом в геосинклинальных областях, т. е. на площадях, наиболее тектонически активных.

Но в этой классификации нет Криогенного литогенеза!

3.Понятие о литогенезе и стадии преобразования осадочных пород.

Сингенетический способ промерзания и синкриогенный тип толщ горных пород.

Синкриогенные отложения – отложения, промерзание которых происходит геологически одновременно с осадконакоплением.

1. группа субаэральных синкриогенных отложений
2. группа субаквальных синкриогенных отложений (мелководных водоемов; собственно субаквальные синкриог отложения)
3. группа субгляциальных синкриогенных отложений

Синкриогенные отложения

являются наиболее характерной группой осадочных пород криолитозоны. Группа субаэральных синкриогенных отложений включает отложения, переходящие в многолетнемерзлое состояние в условиях контакта поверхности осадконакопления с воздушной средой. Под воздействием многократных циклов промерзания—протаивания порода приобретает повышенную пылеватость, структурированность, в ней образуется ряд специфических аутигенных минералов. Особенностями формирования таких отложений являются: 1) отсутствие постоянного водного покрова; 2) осадок накапливается на поверхности земли, в многолетнемерзлое состояние переходят отложения нижней части СТС; 3) переход осуществляется не ежегодно, а ритмами; 4) в строении синкриогенных отложений принимают участие органо-минеральная составляющая и подземный лед 5) дифференциация влажности (льдистости) и образование криотекстур происходит в СТС в период его осенне-зимнего промерзания. Поэтому криогенное строение ритмов зависит от строения нижней части СТС. Криогенные текстуры формируются за счет промерзания пород СТС снизу, со стороны мерзлой толщи, образуются выдержанные ледяные шлиры и изогнутые «пояски» — слои высокольдистой породы с атакситовой криотекстурой. Выделяют три типичных вариантов криогенного строения ритмов: I) южный вариант, в котором нижняя часть ритма (2—5 см) представлена высокольдистой породой со слоистой или сетчатой криотекстурой, иногда с ледяными шлирами мощностью до I см; верхняя — это порода с льдистостью, близкой к полной влагоемкостн, тонкошлировыми или массивными криотекстурами; 2) северный вариант представлен полностью высокольдистой породой с атакситовой (часто в основании ритма), слоисто-сетчатой или сетчатой криотекстурой; 3) арктический вариант, в котором отложения, слагающие ритм, имеют тонко- и микрошлировую текстуру и льдистость, превышающую полную влагоемкость. Сгущения шлиров могут образовывать подобие «поясков.

Криогенное строение.

Криогенное строение.

Жильные льды

Льды данного типа образуют в горных породах скопления в виде вертикально ориентированных клиньев и жил различной, чаще всего языковидной с пережимами, формы. Их называют также полигонально-жильными или повторно-жильными льдами. Полигональными — потому что они образуют в плане четкую полигональную решетку; повторно-жильными — потому, что они образованы в значительной степени за счет многократно повторяющегося льдообразования в вертикальных морозобойных трещинах, периодически возникающих в одном и том же месте, — контракционная гипотеза. Вне связи с повторным трещинообразованием формируются ледяные жилы в скальных породах, лед в них называют трещинным. Максимального своего развития ледяные жилы достигают в рыхлых тонко-дисперсных отложениях и торфах, именно они характеризуются в настоящем разделе как своеобразная разновидность подземного льда — горной породы. Жильный лед:в зависимости от количества примесей он обладает различной степенью непрозрачности, цвет либо белесый, либо серый или бурый, содержит как минеральные, так и органические примеси, количество которых может достигать 3—5% общей массы и 1,0—1,7% общего объема льда. Лед, как правило, пузырьчатый, объем заполненных газом полостей составляет 4—6% общего объема, они имеют сферическую или удлиненную (цилиндрическую, грушевидную и др.) форму. Большинство разновидностей жильных льдов очень слабо минерализовано, общее содержание солей составляет 0,01—0,1 г/л_у т, е.. близка минерализации ультрапреоных поверхностных вод. Криолитозоны и атмосферных осадкор. В некоторых прибрежных районах приморских низменностей Северо-Востока Сибири отмечаются случаи повышенной солености жильного льда, в основном за счет преобладающей морской соли — хлористого натрия. Плотность жильного льда зависит от количества содержащиеся в нем газовых включений и минеральных примесей, она колеблется в основном от 0,85 до 0,90 г/см³, иногда несколько более. Пористость составляет 2—4, в единичных случаях до 8%.

Структура жильного льда аллотриоморфно-зернистая, пластинчатая и гипидиоморфно-зернистая. Ориентировка главных оптичёских осей чаще всего хаотическая, а в случае упорядоченности параллельна тепловому потоку, который имеет субгоризонтальное направление. Поэтому вода, заполняющая вертикальную морозобойную трещину, замерзает с двух сторон, от ее стенок к центру.

Преобладающие размеры кристаллов льда около 1 см, максимальные 1,5—2,0 см. Размеры кристаллов, кроме ширины морозобойных трещин зависят от температуры охлаждения стенок и уменьшаются с ее понижением. Установлена также зависимость размеров кристаллов от возраста жильного льда. Со временем величина кристаллов увеличивается в связи с процессами «метаморфизма льда».

Ледяные жилы,, как уже сказано, подразделяются на эпигенетические и сингенетические.

Эпигенетические ледяные жилы образуются в тех осадочных горных породах, которые промерзают после их накопления и последующего преобразования сверху. Особенно характерны они для оторфованных озерно-болотных, лагунных, отложений и торфяников, залегающих в условиях плоских заболоченных равнин и днищ спущенных озерных котловин — аласов, хосыреев. Преобладающие размеры жил 3—5 м по вертикали, максимальные до 6—7 и 1,5—2 м шириной в верхней части (максимальные до 3—4 м). Вертикальная протяженность эпигенетических ледяных жил контролируется глубиной проникновения в мерзлый грунт морозобойных трещин, которая достигает 5—7, редко 10 м, а теоретически возможна до 12—15 м, т. е. до подошвы слоя годовых колебаний температур. Механизм образования эпигенетических ледяных жил за счет многократно возникающих морозобойных трещин и элементарных вертикальных ледяных жилок в них общепризнан. Следствием и показателем этого механизма является четкая клиновидная форма жил и ясная вертикальная полосчатость льда. Необходимым условием возникновения ледяных жил является проникновение морозобойных трещин ниже максимальной глубины слоя сезонного оттаивания. В поперечном сечении типичная эпигенетическая ледяная жила имеет форму перевернутого треугольника, основание которого меньше боковых сторон. В нижней части жилы у вершины отмечаются апофизы, «хвосты» жилы. Контакты льда жил с вмещающими породами обычно четкие, даже резкие, нередко ожелезненные, вдоль контактов иногда прослеживается кайма чистого прозрачного льда толщиной 1—2 см. Слои вмещающих пород близ контакта с жилами, особенно их верхними, расширенными частями, нередко загибаются вверх. Характерными особенностями строения льда эпигенетических жил являются: белесый цвет, молочный, иногда буроватый; текстура четкая субвертикально-полосчатая, каждая полоса начинается от более или менее горизонтальной верхней поверхности (головы) жилы. Чередуются полосы относительно чистого льда В центре ледяных жил количество газовых включений максимальное и достигает 4—5%, близ боковых контактов уменьшается до 1—3% объема.

Сингенетические ледяные жилы, растущие в процессе формирования отложений, синхронно осадконакоплению, достигают огромных размеров: до 50—60 м по вертикали (длина) и 8—10 м по горизонтали (ширина). Предполагают наличие ледяных жил вертикальной протяженностью до 70-80 м. Форма жил обычно сложная с расширениями и сужениями (талиями), нередки многоярусные сингенетические ледяные жилы. При максимальном разрастании ледяных жил они становятся преобладающей составной частью мерзлой горной породы в целом, грунт располагается в виде сужающихся кверху вертикальных «земляных жил» или колонн между решеткой льдов. По площади своего распространения льды в этих случаях занимают 60—70% территории, что характерно для самого северного — арктического типа едомы (побережье морей Лаптевых, Восточно-Сибирского, Новосибирские о-ва). В целом южная граница распространения сингенетических ледяных жил проходит намного севернее, чем жил эпигенетических.

Строение льда сингенетических жил обладает набором характерных признаков, позволяющих с высокой степенью достоверности отличать их от эпигенетических. Во льду практически постоянна большая примесь грунтовых частиц и растительных остатков, особенно в нижних и средних частях жил. Типична крупная пузырчатость льда: газовые включения имеют форму сферических пузырьков, образующих цепочки, вытянутые по вертикали. Вместе с тем слабо выражена и не всегда визуально различима вертикальная полосчатость, которая в эпигенетических жилах подчеркивается скоплениями грунтовых частиц и растительных остатков. Структура льда сингенетических жил аналогична структуре эпигенетических, но ледяные кристаллы, как правило, в два-три раза крупнее.

Основными признаками сингенетических ледяных являются: во-первых это большая вертикальная протяженность, значительно превышающая максимально возможное морозобойное трещинообразование даже в самых благоприятных условиях. Во-вторых, извилистые боковые контакты и выходы на них верхних окончаний элементарных ледяных жилок, «припаивание» к боковым контактам жил крупных шлиров («поясков») сегрегационного льда вмещающей льдистой породы.

Литогенез. Характеристика основных типов и стадий.

Литогенез – совокупность природных процессов образования и послед изменений осадочных горных пород.

Литогенез – процесс подготовки, транспортировки и седиментогенеза осадка

В цикле литогенеза различают следующие его стадии:

1) образование и мобилизация исходного вещества осадков в процессе физического и химического разрушения материнских пород и его перенос к месту захоронения - поверхностный гипергенез;

2) поступление осадков в конечные водоёмы стока и окончательное осаждение – седиментогенез

3) физико-химическое уравновешивание насыщенного водой осадка, завершающееся преобразованием его в осадочную породу - диагенез;

4) дальнейшие изменения породы по мере увеличения глубины её захоронения под влиянием возрастающих температуры и давления, а в некоторых случаях и воздействия водных растворов и газов - катагенез;

5) последующее преобразование состава пород, особенно глинистых, при дальнейшем их погружении - метагенез, или собственно метаморфизм

Осадок – во взвешенном состоянии на дне водоемов (ил)

Отложения – уплотнившиеся

Порода – твердое

Отложения – верхний/ средний/ нижний (стратиграфия)

Возраст отложений – поздний/ ранний (геохронология)

Главные факторы литогенеза: климат и тектонические движения

Типы литогенеза(климат) Классификация по Страхову:

1. Ледовый - процессы осадкообразования происходят на участках покрытых льдом; протекает в форме механического породообразования с невыраженной дифференциацией вещества; выделяется по наличию льда на поверхности и отрицательной среднегодовой температуре, отсутствие значительного влияния воды в жидкой фазе, подавленное химическое выветривание, осаждение вещества из растворов под ледниками.
2. Гумидный – формирование осадка в условиях влажного климата, осадки преобладают над испарением, вода существует в жидком виде хоть часть года; выделяется по интенсивности гумификации.

Развиваются флювиогляциальные процессы, вода – агент перемещающий осадок. Широко развиты болотные отложения (биогенные отложения). Условия благоприятны для химического преобразования. Реки способствуют сортировке материала. Материал быстро переносится => мало преобразовывается.

1. Аридный - происходит в условиях засушливого климата, испарение преобладает над осадками, вода может существовать в виде льда но редко, выделяется по интенсивности испарения влаги.

Основной тип – эоловый. Относительно медленный перенос материала по поверхности. Поставщик легкого материала.

1. Вулканогенно-осадочный - характеризуется породообразованием на участках с наземным и подводным вулканизмом, на подвижных и проницаемых для магмы участках литосферы, и на прилежащих к ним территориях

Первые три типа литогенеза обусловлены климатом (темп + влажн воздуха), и поэтому они зональны, причём наиболее чётко они выражены на платформах. Вулканогенно-осадочный литогенез не зонален, главным образом в геосинклинальных областях, т. е. на площадях, наиболее тектонически активных.

Но в этой классификации нет Криогенного литогенеза!

3.Понятие о литогенезе и стадии преобразования осадочных пород.