 | Найдите clast в Викисловаре , бесплатном словаре. |
Обломочные породы состоят из фрагментов или обломков ранее существовавших минералов и горных пород. Кластов представляет собой фрагмент геологического детрита , [1] куски и мелкие зерна породы разорванных других пород по физическим атмосферным воздействиям . [2] Геологи используют термин обломочные по отношению к осадочным породам, а также к частицам в переносе наносов, будь то во взвешенном состоянии или в качестве донной нагрузки , а также в отложениях отложений.
Осадочные обломочные породы [ править ]
Обломочные осадочные породы - это породы, состоящие преимущественно из обломков или обломков более старых выветрелых и эродированных пород. Обломочные отложения или осадочные породы классифицируются на основе размера зерен , обломочного и цементирующего материала ( матрицы ), а также текстуры. Коэффициенты классификации часто полезны при определении среды осаждения образца . Примером обломочной среды может быть речная система, в которой весь спектр зерен, переносимых движущейся водой, состоит из кусков, размытых твердой породой вверх по течению.
Размер зерен варьируется от глины в сланцах и аргиллитах ; через ил в алевролитах ; песок в песчаниках ; и от гравия , булыжника до фрагментов размером с валун в конгломератах и брекчиях . Шкала Крамбейна phi (φ) численно упорядочивает эти члены в логарифмической шкале размеров.
Кремнокластические осадочные породы [ править ]
Силикокластические породы представляют собой обломочные некарбонатные породы, которые состоят почти исключительно из кремния в виде кварца или силикатов.
Состав [ править ]
В состав силикокластических осадочных пород входят химические и минералогические компоненты каркаса, а также цементирующий материал, из которого они состоят. Боггс делит их на четыре категории; основные минералы, акцессорные минералы, обломки горных пород и химические отложения. [3]
Основные минералы можно разделить на подразделения в зависимости от их устойчивости к химическому разложению. Те, которые обладают большим сопротивлением разложению, классифицируются как стабильные, а те, которые не обладают, считаются менее стабильными. Наиболее распространенным стабильным минералом в кремнисто-обломочных осадочных породах является кварц (SiO 2 ). [3] Кварц составляет примерно 65 процентов зерен каркаса, присутствующих в песчаниках, и около 30 процентов минералов в среднем сланце. Менее стабильными минералами, присутствующими в этом типе горных пород, являются полевые шпаты, в том числе полевые шпаты калия и плагиоклаза. [3]Полевые шпаты составляют значительно меньшую долю каркасных зерен и минералов. Они составляют лишь около 15% зерен каркаса в песчаниках и 5% минералов в сланцах. Группы глинистых минералов в основном присутствуют в глинистых породах (составляющих более 60% минералов), но могут быть обнаружены в других силикокластических осадочных породах на значительно более низких уровнях. [3]
Акцессорные минералы связаны с теми, присутствие которых в породе не имеет прямого значения для классификации образца. Обычно они встречаются в меньших количествах по сравнению с кварцем и полевым шпатом. Кроме того, встречаются, как правило, тяжелые минералы или крупнозернистые слюды (как мусковит, так и биотит ). [3]
Обломки горных пород также входят в состав кремнисто-обломочных осадочных пород и составляют около 10–15 процентов состава песчаника. Как правило, они составляют большую часть частиц гравия в конгломератах, но вносят очень небольшой вклад в состав глинистых пород. Хотя иногда они и есть, обломки горных пород не всегда имеют осадочное происхождение. Они также могут быть метаморфическими или магматическими. [3]
Химические цементы различаются по количеству, но преимущественно встречаются в песчаниках. Двумя основными типами являются силикаты и карбонаты. Большинство кремнеземистых цементов состоит из кварца, но может включать кремни, опал, полевые шпаты и цеолиты. [3]
Состав включает химический и минералогический состав отдельных или различных фрагментов и цементирующий материал ( матрицу ), удерживающий обломки вместе как скалу. Эти различия чаще всего используются в зернах каркаса песчаников. Песчаники, богатые кварцем, называются кварцевыми аренитами , богатые полевым шпатом - аркозами , а песчаники, богатые камнем - каменными песчаниками .
Классификация [ править ]
Силикатно-обломочные осадочные породы состоят в основном из силикатных частиц, образовавшихся в результате выветривания более старых пород и пирокластического вулканизма. В то время как размер зерен, состав и текстура цементирующего материала (матрицы) являются важными факторами при составлении, силикокластические осадочные породы классифицируются по размеру зерен на три основные категории: конгломераты , песчаники и аргиллиты . Термин глина используется для классификации частиц размером менее 0,0039 миллиметра. Однако этот термин также может использоваться для обозначения семейства листовых силикатных минералов. [3] Илом называют частицы диаметром от 0,062 до 0,0039 миллиметра. Термин грязьиспользуется при смешивании в осадке частиц глины и ила; илистая порода - это название породы, образованной этими отложениями. Более того, частицы диаметром от 0,062 до 2 миллиметров попадают в категорию песка. Когда песок цементируется и литифицируется, он становится известен как песчаник. Любая частица размером более двух миллиметров считается гравием. В эту категорию входят галька, булыжники и валуны. Подобно песчанику, когда гравий литифицируется, он считается конгломератом. [3]
Конгломераты и брекчии [ править ]
Конгломераты представляют собой крупнозернистые породы, в основном состоящие из частиц размером с гравий, которые обычно удерживаются вместе более мелкозернистой матрицей. [4] Эти породы часто подразделяются на конгломераты и брекчии. Основная характеристика, разделяющая эти две категории, - это степень округления. Частицы гравия, из которых состоят конгломераты, имеют округлую форму, тогда как в брекчиях они имеют угловатую форму. Конгломераты обычны в стратиграфических последовательностях большинства, если не всех возрастов, но составляют только один процент или меньше по весу от общей массы осадочных пород. [3] С точки зрения происхождения и механизмов осадконакопления они очень похожи на песчаники. В результате эти две категории часто содержат одни и те же осадочные структуры. [3]
Песчаники [ править ]
Песчаники представляют собой среднезернистые породы, состоящие из округлых или угловатых фрагментов размером с песок, которые часто, но не всегда имеют цемент, соединяющий их вместе. Эти частицы размером с песок часто представляют собой кварц, но существует несколько общих категорий и широкий спектр схем классификации, которые классифицируют песчаники на основе состава. Схемы классификации варьироваться в широких пределах, но большинство геологов приняли схему DOTT , [5] [ лучше источник необходимо ] , который использует относительное содержание кварца, полевой шпат и Lithic рамочных зерна и обилие мутной матрицы между этими крупными зернами.
Mudrocks [ править ]
Породы, которые классифицируются как аргиллиты, очень мелкозернистые. Ил и глина составляют не менее 50% материала, из которого состоят глинистые породы. Схемы классификации глинистых пород, как правило, различаются, но большинство из них основаны на размере зерен основных составляющих. В илистых породах это, как правило, ил и глина. [6]
По словам Блатта, Миддлтона и Мюррея [7]илистые породы, состоящие в основном из илистых частиц, классифицируются как алевролиты. В свою очередь, породы, которые содержат глину в качестве основной частицы, называются аргиллитами. В геологии смесь ила и глины называется грязью. Породы, содержащие большое количество глины и ила, называются аргиллитами. В некоторых случаях термин «сланец» также используется для обозначения глинистых пород и до сих пор широко используется большинством. Однако другие использовали термин «сланец» для дальнейшего разделения глинистых пород на основе процентного содержания глинистых составляющих. Пластинчатая форма глины позволяет ее частицам накладываться одна на другую, образуя пластинки или слои. Чем больше глины присутствует в данном образце, тем более слоистая порода. Сланцы в данном случае зарезервированы для слоистых глинистых пород, а аргиллиты - для тех, которые не являются слоистыми.
Красная грязевая порода
Черный сланец
Диагенез кремнисто-обломочных осадочных пород [ править ]
Первоначально силикокластические породы образуются в виде рыхлых отложений, включая гравий, песок и илы. Процесс превращения рыхлых отложений в твердые осадочные породы называется литификацией.. В процессе литификации отложения претерпевают физические, химические и минералогические изменения, прежде чем стать горными породами. Первичный физический процесс литификации - уплотнение. По мере продолжения переноса и осаждения наносов новые отложения откладываются на ранее отложенных пластах, погребая их. Захоронение продолжается, и вес вышележащих отложений вызывает повышение температуры и давления. Это повышение температуры и давления приводит к тому, что рыхлые зернистые отложения становятся плотно упакованными, уменьшая пористость, по существу выдавливая воду из осадка. Пористость дополнительно снижается за счет осаждения минералов в оставшиеся поровые пространства. [3] Заключительным этапом процесса является диагенез, который будет подробно рассмотрен ниже.
Цементирование [ править ]
Цементация - это диагенетический процесс, при котором крупные обломочные отложения литифицируются или консолидируются в твердые, компактные породы, обычно в результате отложения или осаждения минералов в промежутках между отдельными зернами осадка. [4] Цементация может происходить одновременно с осаждением или в другое время. Кроме того, как только осадок откладывается, он становится объектом цементации на различных стадиях диагенеза, обсуждаемых ниже.
Мелкое захоронение (эогенез) [ править ]
Эогенез относится к ранним стадиям диагенеза. Это может происходить на очень небольшой глубине, от нескольких метров до десятков метров под поверхностью. Изменения, происходящие во время этой диагенетической фазы, в основном связаны с переработкой отложений. Уплотнение и переупаковка зерна, биотурбация , а также минералогические изменения происходят в разной степени. [3] Из-за небольшой глубины отложения на этом этапе подвергаются лишь незначительному уплотнению и перестройке зерен. Организмы перерабатывают отложения вблизи границы раздела отложений, роясь, ползая и в некоторых случаях заглатывая отложения. Этот процесс может разрушить осадочные структуры, которые присутствовали при отложении осадка. Такие структуры, как ламинирование, уступят место новым структурам, связанным с деятельностью организмов. Несмотря на близость к поверхности, эогенез создает условия для важных минералогических изменений. В основном это связано с осаждением новых минералов.
Минералогические изменения в процессе эогенеза [ править ]
Минералогические изменения, происходящие во время эогенеза, зависят от среды, в которой этот осадок отложился. Например, образование пирита характерно для восстановительных условий в морской среде. [3] Пирит может образовывать цемент или заменять органические материалы, такие как фрагменты древесины. Другие важные реакции включают образование хлорита , глауконита , иллита и оксида железа.(если присутствует кислородсодержащая поровая вода). Осаждение калиевого полевого шпата, зарослей кварца и карбонатных цементов также происходит в морских условиях. В неморской среде почти всегда преобладают окислительные условия, то есть оксиды железа обычно образуются вместе с глинистыми минералами группы каолина . Осаждение кварцевого и кальцитового цемента также может происходить в неморских условиях.
Глубокое захоронение (мезогенез) [ править ]
Уплотнение [ править ]
По мере того, как отложения погружаются глубже, давление нагрузки возрастает, что приводит к плотной упаковке зерна и истончению слоя. Это вызывает повышенное давление между зернами, что увеличивает растворимость зерен. В результате происходит частичное растворение силикатных зерен. Это называется растворами под давлением. С химической точки зрения повышение температуры также может вызвать увеличение скорости химических реакций. Это увеличивает растворимость большинства обычных минералов (кроме эвапоритов). [3] Кроме того, слои становятся тонкими, а пористость уменьшается, позволяя цементировать за счет осаждения кремнезема или карбонатного цемента в оставшееся поровое пространство.
В этом процессе минералы кристаллизуются из водянистых растворов, которые просачиваются через поры между зернами осадка. Производимый цемент может иметь или не иметь тот же химический состав, что и осадок. В песчаниках зерна каркаса часто цементированы кремнеземом или карбонатом. Степень цементации зависит от состава осадка. Например, в каменных песчаниках цементация менее обширна, поскольку поровое пространство между зернами каркаса заполнено илистым матриксом, который оставляет мало места для выпадения осадков. Это часто случается и с глинистыми породами. В результате уплотнения глинистые отложения, содержащие глинистые породы, становятся относительно непроницаемыми.
Роспуск [ править ]
При глубоком захоронении возможно растворение каркасных силикатных зерен и ранее образовавшегося карбонатного цемента. Условия, которые способствуют этому, по существу противоположны тем, которые требуются для цементирования. Обломки горных пород и силикатные минералы с низкой стабильностью, такие как полевой шпат плагиоклаза , пироксены и амфиболы , могут растворяться в результате повышения температуры захоронения и присутствия органических кислот в поровых водах. Растворение каркасных зерен и цемента увеличивает пористость, особенно в песчаниках. [3]
Замещение минералов [ править ]
Это относится к процессу, при котором один минерал растворяется, а новый минерал заполняет пространство за счет осаждения. Замена может быть частичной или полной. Полная замена разрушает идентичность исходных минералов или фрагментов породы, что дает искаженное представление об исходной минералогии породы. [3] Этот процесс также может повлиять на пористость. Например, глинистые минералы имеют тенденцию заполнять поровое пространство и тем самым уменьшать пористость.
Телогенез [ править ]
В процессе захоронения возможно, что кремнисто-обломочные отложения могут впоследствии подняться в результате горообразования или эрозии. [3] Когда происходит поднятие, погребенные отложения подвергаются радикально новой среде. Поскольку в ходе процесса материал приближается к поверхности или приближается к ней, отложения, которые подвергаются подъему, подвергаются более низким температурам и давлению, а также слабокислой дождевой воде. В этих условиях зерна каркаса и цемент снова подвергаются растворению, что, в свою очередь, увеличивает пористость. С другой стороны, телогенез также может преобразовывать зерна каркаса в глины, тем самым уменьшая пористость. Эти изменения зависят от конкретных условий, в которых обнажается порода, а также от состава породы и поровых вод. Специфические поровые воды могут вызвать дальнейшее осаждение карбонатных или кремнеземистых цементов. Этот процесс также может стимулировать процесс окисления различных железосодержащих минералов.
Осадочные брекчии [ править ]
Осадочные брекчии представляют собой тип обломочных осадочных пород, которые состоят из от угловых до субугловых, беспорядочно ориентированных обломков других осадочных пород. Они могут образовывать:
- При подводных селевых потоках , лавинах , селевых потоках или массовых потоках в водной среде. Технически турбидиты представляют собой форму отложений селевого потока и мелкозернистые периферийные отложения по отношению к потоку осадочной брекчии.
- В виде угловатых, плохо отсортированных, очень незрелых обломков горных пород в более мелкозернистой основной массе, которые образуются путем массового истощения. По сути, это литифицированный коллювий . Мощные толщи осадочных (коллювиальных) брекчий обычно образуются рядом с уступами разломов в грабенах .
В полевых условиях иногда бывает трудно отличить осадочную брекчию от селевых потоков от коллювиальной брекчии, особенно если работа ведется исключительно на основании данных бурения . Осадочные брекчии - неотъемлемая вмещающая порода для многих осадочных эксгаляционных отложений .
Магматические обломочные породы [ править ]
Обломочные магматические породы включают пирокластические вулканические породы, такие как туф , агломерат и интрузивную брекчию , а также некоторые маргинальные эвтакситовые и такситовые интрузивные морфологии. Магматические обломочные породы разрушаются потоком, нагнетанием или взрывным разрушением твердых или полутвердых магматических пород или лав .
Магматические обломочные породы можно разделить на два класса:
- Расколотые обломочные породы, образованные интрузивными процессами, обычно связанными с плутонами или запасами порфиров.
- Расколотые обломочные породы, связанные с извержениями вулканов, как лавового, так и пирокластического типа.
Метаморфические обломочные породы [ править ]
Обломочные метаморфические породы включают брекчии, образованные в разломах , а также некоторые протомилониты и псевдотахилиты . Иногда метаморфические породы могут подвергаться брекчии через гидротермальные флюиды, образуя брекчию гидроразрыва .
Гидротермальные обломочные породы [ править ]
Гидротермальные обломочные породы обычно ограничиваются теми, которые образованы гидроразрывом , процессом, при котором гидротермальная циркуляция трескает и брекчирует вмещающие породы и заполняет их прожилками. Это особенно заметно в эпитермальных рудных месторождениях и связано с зонами изменений вокруг многих интрузивных пород, особенно гранитов . Многие скарновые и грейзеновые отложения связаны с гидротермальными брекчиями.
Ударные брекчии [ править ]
При ударе метеорита может образоваться довольно редкая форма обломочной породы . Он состоит в основном из выброса; обломки вмещающих пород , обломки расплавленных горных пород, тектиты (стекло, выброшенное из ударного кратера) и экзотические фрагменты, включая фрагменты, полученные от самого ударника.
Идентификация обломочной породы как ударной брекчии требует распознавания конусов дробления, тектитов, сферолитов и морфологии ударного кратера , а также потенциального распознавания определенных химических и микроэлементных сигнатур, особенно осмиридия .
Ссылки [ править ]
- ^ Основы геологии, 3-е изд., Стивен Маршак, стр. G-3
- ^ Основы геологии, 3-е изд., Стивен Маршак, стр. G-5
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r Боггс-младший, Сэм. Основы седиментологии и стратиграфии. Пирсон Прентис Холл: Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси, 2006 г.
- ^ a b Нойендорф, Клаус; Мел, Джеймс; Джексон, Джулия Глоссарий геологии, пятое издание. Американский геологический институт: Александрия, Вирджиния; 2005 г.
- ^ Дотт, Р. Х., Ваке, граувак и матрица - Какой подход к классификации незрелых песчаников: журнал осадочной петрологии, т. 34, стр. 625–32, 1996.
- ^ Спирс, DA, Сэм. К классификации сланцев. J. geol. соц., Лондон, 137, 1990.
- ↑ Blatt, h., Middleton, GV & Murray, RC 1972. Происхождение осадочных пород. Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, 634 стр.
