Литогенез

Стадии образования и преобразования осадочных пород

Седиментогенез – образование осадочного материала, его

Литогенез

Диагенез

Преобразование осадка в горную породу

Катагенез

Метагенез (апокатагенез)

Глубокие (предметаморфические)
преобразования осадочных пород

Изменения осадочных пород

Диагенез – процесс превращения осадка в породу

1. Уплотнение осадка

Плотность глинистых илов 1,2-1,3 г/см3.
Плотность песчаных осадков 1,3-1,7 г/см3.
После

2. Дегидратация и гидратация осадка

Осадки, накопившиеся в воде, содержат от 75

3. Переработка осадка организмами

Осадки перерабатывают бактерии, грибы, бентос и корни растений.

4. Образование устойчивых минеральных модификаций из неустойчивых

Переход гидротроилита (FeS nH2O) в

5. Растворение и разложение неустойчивых частей осадка

В речных осадках карбонатные остатки

6. Минеральное новообразование

Новые минералы возникают в результате реакций между твердыми, органическими,

Взаимодействие окислов железа с органическим веществом приводит к образованию сидерита: 2Fe2O3 nH2O

Реакция между гидроокислами железа и сероводородом дает сульфиды железа (пирит). Реакция между

7. Кристаллизация и перекристаллизация составных частей осадка.

Эти процессы характерны для хемогенных

Диагенетические преобразования ОВ

Биохимическая (микробиальная) стадия преобразования ОВ, особенности которой определяет окислительно-восстановительный

В окислительных обстановках происходит аэробное бактериальное окисление ОВ

ОВ + O2 =>

В восстановительных обстановках происходит анаэробное бактериальное окисление (брожение) ОВ

ОВ + H2O

Болотный газ

Продукты диагенетического преобразования ОВ

Метан, гуминовые кислоты, битумоиды (мало), кероген (основной поставщик

Продукты диагенетического преобразования ОВ

Торф

Сапропель

Продукты диагенетического преобразования ОВ

Осадки накапливаются медленно.
Жидкие и газообразные продукты легко удаляются.

Осадки

Вторичные изменения осадочных пород

1. Катагенез 2. Метагенез

Гипергенез

Диагенез

Метаморфизм

Вторичные изменения осадочных пород

Катагенез

Катагенез – процесс изменения осадочных пород при повышенных температуре и давлении

В отличие от диагенеза катагенез –абиотический (физико-механический и физико-химический) процесс.

Температуры катагенеза от 25 до 200ºС

Давление при катагенезе от 10 до 200 МПа (до 3-5 тыс.

Такие условия возникают при погружении на глубину от 3 до 20

Основные факторы катагенеза: 1. температура; 2. давление; 3. щелочно-кислотные (pH) и окислительно-восстановительные (Eh) свойства

Свойства пород, определяющие течение катагенеза: 1. минеральный состав; 2. структура; 3. физико-химические свойства (химическая

Катагенетические преобразования: 1. уплотнение; 2. отделение воды (обезвоживание); 3. растворение; 4. минеральное новообразование; 5. перекристаллизация; 6. раскристаллизация.

1. Уплотнение пород

Увеличение плотности пород за счет уменьшения их пористости или

По мере роста давления происходит более плотная укладка частиц.

Кубическая укладка равновеликих шаров

Тетраэдрическая укладка равновеликих шаров

Пустое пространство –
47,6 %

Пустое

Дальнейшее уплотнение происходит за счет: - дробления зерен, - их растворения в точках

Точечные контакты

Конформные контакты

Инкорпорационные и микростилолитовые контакты

Глинистые частицы чешуйчатой формы ориентируются параллельно друг другу и образуют агрегаты

Коэффициент уплотнения (Кδ) – отношение плотности породы к плотности ее твердой

Песчаные и алевритовые породы равномерно уплотняются до Кδ = 0,90 -

Уплотнение и разуплотнение пород в литогенезе (по Махусу, Бурлину, Соколову)

2. Отделение воды (обезвоживание)

Вначале отжимается свободная и пленочная вода.
Гигроскопическая вода отделяется

При снижении пористости от 40 до 5% из 1 км3 водоносного

3. Растворение

Происходит химическое взаимодействие минеральных и органических соединений с жидкими и

Минералы и органические соединения растворяются подземными водами и нефтью.

Факторы определяющие растворение минералов: а) давление, б) температура, в) фильтрационная способность пород, г) свойства мигрирующих

Хорошо растворимыми соединениями являются галоиды, сульфаты, карбонаты. Растворяются кварц, алюмосиликаты, некоторые окислы

4. Минеральное новообразование

Из флюидов кристаллизуются вторичные минералы : кварц, халцедон, кальцит, доломит,

Вторичные минералы выделяются в трещинах, кавернах, порах, образуют каемки регенерации, замещают

5. Перекристаллизация

Происходит укрупнение кристаллов за счет их объединения и их приспособление

Перекристаллизация затрагивает хемогенные и органогенные породы, цемент обломочных и эффузивных пород. Перекристаллизация

6. Раскристаллизация (девитрификация)

Переход вещества из аморфного состояния в кристаллическое.
Происходит девитрификация опаловых

Степень преобразования вещества определяют с помощью шкал углефикации

Витринит

Шкала углефикации (по И.И. Амосову)

Бурый уголь

Каменный уголь

Антрацит

Графит

Прото-катагенез

Мезо-катагенез

Апо-катагенез

Метаморфизм

Стадии литогенеза (по Н.Б. Вассоевичу)

Вертикальная зональность образования углеводородов в осадочных породах (по В.А. Соколову и

Главная фаза нефтеобразования – «нефтяное окно»

Глубина кровли – 1,5-3,5 км,
температура

Главная фаза нефтеобразования – «нефтяное окно»

Первая стадия (МК1, МК2; Д, Г)

Главная фаза газообразования

Из керогена выделяется преимущественно метан.

Нижняя часть зоны мезокатагенеза (градации

Подстадии катагенеза: 1. ранняя (начальная) – протокатагенез 2. поздняя (глубинная) – мезокатагенез

Признаки раннего катагенеза: 1. осадочные породы мало изменены и слабо уплотнены (Кδ

Осадочные толщи, прошедшие ранний катагенез, состоят из глин, слабо сцементированных алевролитов

Признаки позднего катагенеза: 1. осадочные породы сильно изменены и уплотнены (Кδ >

Осадочные толщи, прошедшие поздний катагенез, состоят из аргиллитов, алевролитов, прочных песчаников,

Метагенез

Метагенез –глубокое преобразование осадочных пород в нижней части стратисферы.

Метагенез начинается на глубине от 5-7 до 15-20 км. Температура выше 200-250°

Флюиды имеют большую минерализацию и газонасыщенность, обычно более восстановительные и более

При метагенезе породы максимально уплотняются (Кδ = 0,95-1). Флюиды перемещаются по трещинам

Химические реакции идут в твердой среде на границах между минеральными частицами.

Изменения минерального состава пород: 1. окварцевание или альбитизация зерен полевых шпатов, 2. серицитизация

Изменения структуры пород: 1. укрупнение обломков за счет их регенерации, 2. упорядочивание ориентировки

Возникают листоватая, таблитчатая или мозаичная структуры с зубчатыми и шиповидными контактами