Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Кафедральный собор близ Седоны, сложенный пермскими красными лентами
Красный холм, ущелья Селья , Тунис
Национальный памятник Башня Дьявола окружает красное ложе пермо-триасовой формации Spearfish.

Красные пласты (или красные прослои ) - это осадочные породы , обычно состоящие из песчаника , алевролита и сланца , которые преимущественно красного цвета из-за присутствия оксидов железа . Часто эти красные осадочные толщи локально содержат тонкие пласты конгломератов , мергелей , известняков или некоторых комбинаций этих осадочных пород. Оксиды железа, отвечающие за красный цвет красных слоев, обычно образуются в виде покрытия на зернах отложений, содержащих красные слои. Классическими примерами красных пластов являются пермский и триасовый периоды.пластов западной части США и девонской фации старого красного песчаника Европы. [1] [2]

Первичные красные грядки [ править ]

Первичные красные пласты могут быть образованы эрозией и переотложением красных почв или более старых красных пластов [3], но фундаментальной проблемой этой гипотезы является относительная нехватка исходных осадков красного цвета подходящего возраста вблизи области красных пластов отложения в Чешире , Англия. Первичные красные слои также могут образовываться в результате покраснения отложений in situ (ранняя диагенетика ) в результате дегидратации гидроксидов железа коричневого или серого цвета. Эти гидроксиды железа обычно включают гетит (FeO-OH) и так называемый «аморфный гидроксид железа» или лимонит . Большая часть этого материала может быть минеральным ферригидритом (Fe 2 O 3 H 2 O).[4]

Было обнаружено, что этот процесс обезвоживания или «старения» тесно связан с почвообразованием в аллювиальных поймах рек и пустынной среде. Гетит (гидроксид железа) обычно нестабилен по сравнению с гематитом и в отсутствие воды или при повышенной температуре легко дегидратируется в соответствии с реакцией: [5]

2FeOOH (гетит) → Fe 2 O 3 (гематит) + H 2 O

Свободная энергия Гиббса (G) , для реакции гетита → гематита (при 250 ° С) -2,76 кДж / моль и G становится все более отрицательным с меньшим размером частиц. Таким образом, обломочные гидроксиды железа, включая гетит и ферригидрит, со временем спонтанно превращаются в красный гематитовый пигмент. Этот процесс объясняет не только прогрессирующее покраснение аллювия, но и тот факт, что более старые пески пустынных дюн более интенсивно краснеют, чем их более молодые аналоги. [6]

Диагенетические красные кровати [ править ]

Красные слои могут образовываться во время диагенеза . Ключом к этому механизму является внутрипластовое изменение ферромагнезиальных силикатов насыщенными кислородом грунтовыми водами во время захоронения. Исследования Уолкера показывают , что гидролиз на роговой обманки и других железосодержащего детрит следует серия растворения Goldich . Это контролируется свободной энергией Гиббса конкретной реакции. Например, наиболее легко изменяемым материалом будет оливин : например,

Fe 2 SiO 4 (фаялит) + O 2 → Fe 2 O 3 (гематит) + SiO 2 (кварц) с E = -27,53 кДж / моль.

Ключевой особенностью этого процесса, примером которой является реакция, является получение набора побочных продуктов, которые осаждаются в виде аутигенных фаз. Они включают в себя смешанные глины слоев ( иллит - монтмориллонит ), кварц , полевой шпат калия и карбонаты , а также пигментные оксиды железа . Покраснение прогрессирует по мере того, как диагенетические изменения становятся более развитыми, и, таким образом, это механизм, зависящий от времени. Другое значение заключается в том, что покраснение этого типа не является специфическим для конкретной среды осадконакопления . Однако благоприятные условия для образования диагенетического красного слоя, т.е. положительный Ehи нейтрально-щелочной pH чаще всего встречаются в жарких, полузасушливых районах, и поэтому красные слои традиционно ассоциируются с таким климатом. [7] [8]

Вторичные красные кровати [ править ]

Вторичные красные слои характеризуются неправильной цветовой зональности, часто связаны с суб - несогласованным напластованием выветривания профилей. Цветные границы могут пересекать литологические контакты и проявлять более интенсивное покраснение рядом с несогласиями. Вторичные фазы покраснения могут накладываться на ранее сформированные первичные красные пласты в каменноугольном периоде южной части Северного моря . [9] Постдиагенетические изменения могут происходить в результате таких реакций, как окисление пирита :

3O 2 + 4FeS 2 → Fe 2 O 3 (гематит) + 8S E = −789 кДж / моль

и окисление сидерита :

O 2 + 4FeCO 3 → 2Fe 2 O 3 (гематит) + 4CO 2 E = −346 кДж / моль

Образованные таким образом вторичные красные пласты являются прекрасным примером телодиагенеза . Они связаны с поднятием , эрозией и выветриванием поверхности ранее отложившихся отложений и требуют условий, аналогичных первичным и диагенетическим красным пластам для их образования. [10]

Панорама пылающих скал Монголии

См. Также [ править ]

  • Красные кровати Техаса и Оклахомы
  • Формация Чугуотер
  • Красные холмы, Канзас
  • Старый красный песчаник
  • Новый красный песчаник

Ссылки [ править ]

  1. ^ Словарь горных, полезных ископаемых и родственных терминов (2-е изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт в сотрудничестве с Обществом горнодобывающей промышленности, металлургии и разведки, Inc. 1997. ISBN 0-922152-36-5. Дата обращения 8 ноября 2020 .
  2. ^ Нойендорф, КПГ; Mehl, JP, Jr .; Джексон, JA, ред. (2005). Глоссарий геологии (5-е изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0-922152-76-4.
  3. ^ Krynine, PD (1950). «Петрология, стратиграфия и происхождение триасовых осадочных пород Коннектикута». Бюллетень геологии и естественной истории Коннектикута . 73 .
  4. ↑ Ван Хаутен, Франклин Б. (май 1973 г.). "Происхождение красных кроватей Обзор-1961-1972". Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 1 (1): 39–61. DOI : 10.1146 / annurev.ea.01.050173.000351 .
  5. ^ Бернер, Роберт А. (февраль 1969 г.). «Устойчивость гетита и происхождение красных пластов». Geochimica et Cosmochimica Acta . 33 (2): 267–273. DOI : 10.1016 / 0016-7037 (69) 90143-4 .
  6. Перейти ↑ Langmuir, D. (1 сентября 1971). «Влияние размера частиц на реакцию гетит = гематит + вода». Американский журнал науки . 271 (2): 147–156. DOI : 10,2475 / ajs.271.2.147 .
  7. ^ Уокер, Теодор Р. (1967). «Образование красных пластов в современных и древних пустынях». Бюллетень Геологического общества Америки . 78 (3): 353. DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1967) 78 [353: FORBIM] 2.0.CO; 2 .
  8. ^ Уокер, Теодор Р .; Во, Брайан; Грон, Энтони Дж. (1 января 1978 г.). «Диагенез в пустынном аллювии первого цикла кайнозойского возраста, юго-запад США и северо-запад Мексики». Бюллетень GSA . 89 (1): 19–32. DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1978) 89 <19: DIFDAO> 2.0.CO; 2 .
  9. ^ Джонсон, SA; Гловер, Б.В.; Тернер, П. (июль 1997 г.). «Многофазное покраснение и явления выветривания в красных пластах верхнего карбона в английском Вест-Мидлендсе». Журнал геологического общества . 154 (4): 735–745. DOI : 10.1144 / gsjgs.154.4.0735 .
  10. ^ Mücke, Arno (1994). «Глава 11, часть I. Постдиагенетическое ожелезнение осадочных пород (песчаники, оолитовые железняки, каолины и бокситы) - включая сравнительное исследование покраснения красных пластов». Развитие седиментологии . 51 : 361–395. DOI : 10.1016 / S0070-4571 (08) 70444-8 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Фотографии пермо-триасовых красных пластов в каньоне Пало Дуро