Войти  |  Регистрация
Авторизация

Дифференциация осадочного вещества в зоне осадкообразования. Влияние климата на образование осадков



Понятие о всеобъемлющей осадочной дифференциации (разделении) вещества в условиях земной поверхности, введенное в литологию советским ученым Л.В. Пустоваловым, является одним из фундаментальных положений науки об осадочных породах. Под осадочной дифференциацией он понимал процесс разобщения составных частей изначальных (материнских) пород, происходящий в зоне осадкообразования, с последующим раздельным (дифференцированным) накоплением этих составных частей в форме различных осадочных пород. Он указывал, «что каждая осадочная порода представляет собой продукт дифференциации вещества изначальных пород».
Мы, действительно, видим в природе примеры осадочной дифференциации вещества. Несмотря на то что при выветривании материнских пород образуется и поступает в пути миграции смесь самых различных компонентов: обломочных, коллоидных и ионно-растворенных, — в бассейнах конечного стока происходит накопление отнюдь не «пестрой смеси» веществ. Наоборот, образуются породы, представляющие собой как бы «концентраты» определенных веществ, выделенные из первоначальной смеси продуктов выветривания в результате процессов своеобразного природного «обогащения». Так могут формироваться скопления чистых кварцевых песков, мономинеральных глин, гидроокислов железа, известняков, гипса, каменной соли и многих других осадочных пород, часто представляющих собой огромные накопления «химически чистых» соединений (минералов); SiO2, СаСО3, CaSO4, NaCl и др.
В зависимости от характера процессов, приводящих к разделению вещества и образованию тех или иных осадочных пород, Л.В. Пустовалов различал механическую и химическую осадочную дифференциацию. Разделение вещества начинается уже в процессе выветривания.
По мнению Л.В. Пустовалова, продукты механического раздробления пород, образующие обломочные или грубодисперсные системы, подвергаются механической дифференциации под влиянием чисто физических факторов, рассортировываясь по крупности частиц. Таким образом, ближе к зоне выветривания будут отлагаться более крупные обломки, а по мере удаления от нее — более мелкие обломки и частицы (рис. 4.1).
Дифференциация осадочного вещества в зоне осадкообразования. Влияние климата на образование осадков

Продукты химического разложения материнских пород, образующие коллоидно- и ионно-дисперсные системы, т. е. коллоидные и истинные растворы, последовательно выпадают из путей миграции, подчиняясь законам коллоидной химии и теории истинных, или ионных, растворов. Все процессы разделения продуктов химического выветривания Л.В. Пустовалов объединял под названием химической осадочной дифференциации. Он писал: «...появление в результате химического разложе1Н1я (материнских пород. — Р.Б.) солей различной растворимости, обладающих различной способностью удерживаться в растворе, предрешает их разновременное выпадение в осадок и, следовательно, их разобщение. Исключение из этого не составляют и коллоидальные продукты распада (материнских пород. — Р. Б.), которые обладают различной способностью к коагуляции, что обусловливает их неодинаковое поведение в путях миграции».
Таким образом, в природе реализуются три вида процессов, приводящих к осаждению мигрирующих компонентов, т. е. три вида дифференциации вещества. Обломочный материал подвергается механической (чисто гравитационной) дифференциации. Материал, мигрирующий в форме субколлоидных и коллоидных растворов, подвергается коллоидной дифференциации. Наконец, вещества, находящиеся в форме истинных, или ионных, растворов подвержены химической (ионной) дифференциации. Эти три вида процессов воздействуют на продукты выветривания, находящиеся в зоне осадкообразования одновременно, взаимно перекрывая друг друга. В зависимости от конкретных условий тот или иной вид осадочной дифференциации может доминировать, приводя к формированию определенных генетических типов пород (песчаники, глины, известняки, соли). При наложении различных процессов друг на друга могут возникать породы, сложенные одновременно продуктами обоих процессов. Так образуются песчаные фосфориты, глинистые гипсы и им подобные породы.
Л.В. Пустовалов разработал схему последовательности выпадения в осадок различных компонентов, формирующих ocновныe типы пород (рис. 4.2); он подчеркивал, что эта схема показывает лишь принципиальную сторону вопроса, но не исчерпывает его во всех деталях. Она представляет собой лишь первый, рабочий набросок, который должен быть значительно расширен и уточнен последующими работами.
Дифференциация осадочного вещества в зоне осадкообразования. Влияние климата на образование осадков

Очевидно, что в приведенной форме схема Л.В. Пустовалова не учитывает ряд важных показателен, существенно влияющих на извлечение многих соединений из путей миграции. В схеме не учитывалась роль климата в процессе дифференциации осадочного вещества, влияние жизнедеятельности организмов на извлечение из воды бассейнов и образование скоплений тех или иных соединений и ряд других факторов.
Однако нельзя забывать, что только рассмотрение осадкообразования как закономерного познаваемого процесса, приводящего к накоплению разделенных в пространстве и во времени продуктов выветривания в форме осадочных пород, позволяет развивать литологию как науку, базирующуюся на объективных законах природы. Идея осадочной дифференциации вещества в той или иной форме пронизывает работу каждого литолога.
Работы многих исследователей позволили раскрыть особенности процесса осадочной дифференциации вещества в конкретных климатических и палеогеографических условиях. Необходимо отметить, что в природе процесс дифференциации вещества в зоне осадкообразования неразрывно связан с диалектически противоположным ему процессом интеграции (смешения) вещества. Так, например, выветривание различных пород, залегающих в пределах единой водосборной площади, приводит к тому, что различные продукты выветривания, поступая в общую водную артерию, смешиваются. Этот процесс продолжается далее по мере поступления новых порций продуктов выветривания в общее русло из притоков. Интеграция вещества наблюдается и при поступлении всей суммы продуктов выветривания в конечный бассейн стока (озеро, море, океан), уже содержащий различные вещества, принесенные в него другими реками, ветром или иными путями.
В ряде случаев процесс интеграции может явиться причиной осаждения продуктов выветривания на дно бассейна. Например, результатом смешения пресных речных вод, содержащих различные субколлоидные и коллоидные компоненты, с солеными морскими водами может быть коагуляция этих компонентов, приводящая к осаждению соединений железа, глинистых минералов и т. п.
Важную роль в процессах дифференциации осадочного вещества играют организмы. Следы жизнедеятельности организмов в виде биогенных осадочных пород или характерных минеральных образований обнаруживаются в земной коре в различных толщах вплоть до самых древних, имеющих возраст более 2,5 млрд лет. Обладая способностью извлекать из воды (или атмосферы) и концентрировать различные соединения либо в мягких тканях (клетках), либо в твердых частях скелета или раковины, в местах своего массового развития организмы могут образовывать пласты осадочных пород, состоящих из биогенных остатков.
Многие простейшие организмы, не имеющие скелетов и раковин (микроскопические водоросли, бактерии), в процессе жизнедеятельности изменяют геохимическую микросреду, способствуя выделению из растворов кальцита, доломита, гидроокислов железа, марганца и других соединений.
Наиболее ярко геологическая роль организмов как агентов осадочной дифференциации проявляется в образовании мощных толщ биогенных известняков и кремнистых пород (диатомитов, спонголитов, радиоляритов), формировании пластов ракушняковых фосфоритов, состоящих из обломков створок раковин некоторых брахиопод (Obolus), которые строят их, извлекая из морской воды фосфаты, и, наконец, в образовании скоплений остатков наземной растительности, дающих начало торфам и каменным углям.
Организмы извлекают из морской воды и концентрируют многие редкие элементы, причем интенсивность концентрации может составлять десятки и сотни тысяч раз! (табл. 4.1). При больших масштабах захоронения органических остатков в осадках эта сторона деятельности организмов может приобретать важное значение как фактор осадочной дифференциации редких и рассеянных элементов.
Дифференциация осадочного вещества в зоне осадкообразования. Влияние климата на образование осадков
Дифференциация осадочного вещества в зоне осадкообразования. Влияние климата на образование осадков

Вышеизложенное показывает сложность процессов осадкообразования, в которых участвуют продукты выветривания материнских пород. Подвергаясь одновременному воздействию самых разнообразных факторов, осадочное вещество выпадает из путем миграции, образуя скопления — осадочные породы, в том числе полезные ископаемые осадочного происхождения.
Существенное влияние на процессы литогенеза, как уже отмечалось, оказывает климат. Уже на стадии выветривания материнских пород климатические условия во многом определяют особенности и глубину процессов механического раздробления и химического разложения материнских пород, т. е. характер продуктов выветривания.
Процессы осадочной дифференциации, осадконаконления контролируются физико-химическими условиями, в которых они протекают, т. е. среднегодовой температурой, влажностью или количеством выпадающих атмосферных осадков, величиной испарения.
Перечисленные параметры и есть климат — типичное для данной области состояние метеорологических условий. Климат, в свою очередь, определяет интенсивность развития биологических процессов, оказывающих как прямое, так и косвенное влияние на выветривание материнских пород и извлечение различных соединений из природных растворов, т. е. на процесс осадконакопления.
Большую роль в изучении влияния климата на особенности осадочной дифференциации вещества сыграли работы Н.М. Страхова. Считая, что именно климат определяет все характерные черты осадкообразования, он выделил три климатических типа литогенеза: гумидный, аридный и ледовый. Кроме того, в качестве самостоятельного типа литогенеза он рассматривал аклиматический вулканогенно-осадочный литогенез (рис. 4.3).
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent