Основные понятия о процессах осадко - и породообразования

и качественного разделения вещества,
его дифференциации в пространстве и времени

и химического разрушения более древних пород
2. жизнедеятельности организмов
3. вулканической деятельности
4.

Растворенные в воде химические соединения, атмосферные газы и космический материал

Основа породы-компоненты:
Обломочная часть (продукты выветривания дробленной материнской породы)
2. Хемогенная часть (результат химических реакций)
3. Биогенная часть (фрагменты животных и растительных организмов)
4. Вулканогенная часть (пирокластический материал)

Общепородные признаки осадочного генезиса: форма залегания, своеобразие строения (структуры и текстуры) и компонентного состава

вторичная

выветривание биогенная техногенная

2. Перенос, или миграция, вещества
3. Накопление, или седиментация

II этап. Литогенез

Стадии
4. Диагенез
5. Катагенез, или эпигенез
6. Метагенез

осадок

порода

земной коры
Зона осадконакопления

–

1.процессы разрушения и разложения,
2. синтез новых

минералов и
3. формирование
новых пород

Торфяники, рифы

Пепел, лапилли, гидротермальные растворы




Эндогенный вынос вещества

гипергенеза (условия выветривания)
1. Движущая сила выветривания
Уравновешивание неравновесных компонентов биокосной системы

(природная система, в которой живые организмы не изолированы от неорганической (костной) материи

категории

Деструктивная

Конструктивная

Корродирование, вплоть до полного растворения минеральных видов в эндогенной среде (оливин, ромбические пироксены, амфиболы, Са-плагиоклазы и др.)

Глинизация силикатов
Новообразование гидроксидов и сульфидов
Минерализация органических компонентов


Формирование коры выветривания

(по: Вассоевич, 1983)

др. организмы (потребляющие живое ОВ) + растворенные в воде продукты

метаболизма (различные газы СО2, Н2S, СН4, NH3 и др. + гумус и различные органические кислоты)

Аэробные бактерии продуцируют СО2
Анаэробные бактерии продуцируют продукты Н2S и др. газы

В результате:
1. Понижение рН
2. Понижение или повышение Еh
3. Ускоряются химическое разрушение и преобразование пород зоны выветривания (корневая система ускоряет корродирование плагиоклазов в 2 раза, а пироксенов – в 10 раз (т.к. микросреда вокруг корневых волосков кислее почвенной от 3 до 5-7)

жизнедеятельности
Нижняя граница зоны выветривания совпадает с уровнем верхнего водоносного горизонта

(до 1.5 км)

Субаэральное выветривание Субаквальное выветривание
(коры выветривания)
элювий

Существует последовательность зон выветривания – профиль коры выветривания (или зональность минерального состава продуктов выветривания)

А. Механический элювий: горизонты конденсации (перлювий), сингентические брекчии, ихнитолиты и биотурбиты

Б. Химический элювий (гальмиролитит) – Fe-Mn корки и конкреции, глауконит. шамозиты, красные пелагические глины (5-15 м за 5-15 млн.л.) – это фактическое отсутствие седиментации, поэтому дно подвергается воздействию наддонной морской воды, т.е. осадки выветриваются

Разложение
(минерализация) ОВ

Генерация ОВ
(путем фотосинтеза)

живые организмы, органическое вещество, кислоты, щелочи, солнечное тепло и колебания

температуры, а также ветер, сила тяжести.

Главные процессы – А) морозное, температурное и корневое разрыхление, замерзание воды, рост кристаллов солей, тектонические разрывы (составляющие физическое и механическое выветривание);
Б) гидролиз, гидратация, окисление, выщелачивание, синтез новых минералов и другие процессы (составляющие химическое выветривание);
В) перемешивание почвы дождевыми червями, действие роющих животных, эпибионтов и бактерий (составляющие биологическое выветривание).

Главные факторы физического выветривания - колебания температуры, разрушающаяся деятельность воды, льда и ветра.
Главные факторы химического выветривания - вода и тепло, второстепенные – кислород воздуха и растворенный в воде, гуминовые, серные и другие кислоты.

Процессы химического преобразования направлены на трансформацию минералов, возникающих в условиях высоких температур и давлений, в минералы, устойчивые на земной поверхности (большое количество веществ переходит в коллоидные и истинные растворы).

в результате преобразования в континентальных условиях магматических, метаморфических и осадочных

пород под влиянием различных факторов выветривания

кора
выветривания

Зоны: I – начальная фаза (расшатывания) изменения материнских пород; II – глыбовая зона с наличием трещин выветривания и химико-минералогическим составом материнской породы;
III – зернистая, или мелкообломочная зона;
IV – глинистая зона, сложенная в основном вторичными минералами; в коре выветривания ультраосновных пород: подзоны IV а – монтмориллонитов, IV б – нонтронитов; в коре выветривания основных пород: подзоны IV а – гидрослюд, IV б – монтмориллонитов и IV в – каолинитов; в коре выветривания кислых и средних пород: подзоны IV а – гидрослюд и IV б – каолинитов;
V – латеритная зона, включающая подзоны V а – краснозема и V б – плотные породы кирасы.

Особенность - стадийность изменения горных пород, в виде профиля зон, характерных для данных физико-химических условий

материнских пород, химических преобразо-ваний в пределах коры не происходит. Дезинтеграция

горных пород, образование в них трещин обуславливает, с одной стороны, их хорошую водопроницаемость, а с другой – резко увеличивает реакционную поверхность выветривающихся пород. Это создаёт условия для активизации разнообразных физико-химических, химических и биогеохимических процессов, сопутствующих химическому выветриванию.

Сиаллитная, или обызвесткованная стадия - начало процесса химического выветривания, сопровождающимся извлечением из кристаллохимических структур силикатов щелочных и щелочноземельных элементов (гл.обр. кальция и натрия). За счёт осаждения выносимого кальция в выветривающейся породе образуются плёнки, налёты и конкреции кальцита («обызвесткованный элювий»). Силикаты начинают гидратироваться и подвергаться гидролизу, при этом гидролиз силикатов со сложной кристаллохимической структурой сопровождается не полным их разрушением, а распадом на отдельные «блоки», из которых затем возникают новые минералы – происходит трансформация в глинистые минералы (гидрослюды, монтмориллонит, бейделлит и др.). За пределы коры выветривания водами выносятся лишь наиболее подвижные элементы – хлор и частично сера.

материнских пород образуется «сиаллитный элювий» - преобладание Si и Al.

Характерны богатые алюмини-ем глины – каолинит, галлуазит, и железосодержащие оксиды и гидроксиды  - лимонит и пр. Продукты выветривания лишаются оснований (CaО, Na2О, K2O, MgO), выносимых из коры фильтрующимися сквозь неё водами.

Аллитная стадия – интенсивный внос не только щелочных и щелочноземельных элементов, но и кремнезёма силикатов, вследствие чего в пределах коры остаются наименее подвижные соединения - водные окислы алюминия и железа, образующие латериты. При наличии опреде-лённого состава исходных пород конечные продукты выветривания обогащаются оксидами алюминия (отсюда и название аллитной стадии). В условиях жаркого климата и высокой влажности преобразование полевых шпатов приводит не только до уровня каолинитовых глин, но и далее, приводя к формированию бокситов  (от фр. «beauxite», по названию местности Beaux на юге Франции) - алюминиевой руда, состоящая из гидроксидов алюминия (до 40-60%), оксидов железа и кремния.

химическим осадконакоплением – II.
А – остаточная фаза Fe2O3, Al2O3,

частично SiO2; новообразования: гетит, гиббсит, каолинит;
Б – растворы K2O, Na2O, CaO, MgO, частично SiO2, следы Al2O3, Fe2O3; новообразования: карбонаты, минералы кремнезема, магнезиальные глинистые минералы.
1 – поверхностный слой; 2 – кираса;
3 – каолинитовые глины;
4 – материнские породы.

Кора выветривания

Минеральный состав КВ зависит от типа материнской породы,
за счет которой она образовалась.

– от термина "гальмиролиз", введенного К. Гуммелем)


Аналогичные с субаэральным процессы выветривания,

его агенты, факторы, продукты и типы
Отличие в литотипах, соотношениях типов, их относительном развитии и масштабах
Физико-механическая переработка осадков на месте - горизонты конденсации (перлювий), сингентические брекчии, ихнитолиты и биотурбиты
Разложение карбонатов (растворяются ниже глубины более 4500 м), красных пелагических глин, кремневых скелетов диатомей, радиолярий, спикул кремневых губок.
Трансформация глинистых минералов и вулканического стекла, синтез новых минералов, окисление, перераспределение вещества (например, формирование мощных скоплений смектитов в морской среде, где они замещают пепловый-вулканический материал).

материал.

Жидкий вынос - коллоидные и ионные растворы. При высачивании

на поверхность - осаждаются травертины, кремнезем в виде опала, железо в виде лимонитовых каскадов в ручьях и реках и слоистых отложений в озерах и лагунах, а также в морях и океанах.

Газовый вынос - пары воды, С02, СО, Н20, Н2, СН4, N2, NНз и др.

Захороненное ОВ при повышении температуры отдает почти весь водород, кислород, азот, серу, а также углерод.

Биос вторичен по
отношению к выветриванию
и вулканизму (жизнь развивается на

мобилизованном этими
способами веществе).

Самостоятельноcть –
в накоплении и
перемещении
накопленного в
организмах
большой массы
компонентов –
С, Н, О, N, S, Р, Аl,
металлы и др.


Отмершее ОВ
Накапливает
рассеянные U, V,
другие металлы и
неметаллы,
тем самым,
концентрируя их из гидросферы.

и т.д.