Содержание
- 2. Минералообразование при диагенезе Типичными минералами, возникающими на стадии диагенеза и слагающими цемент будущей осадочной породы, являются:
- 3. Этап раннего диагенеза Процессы диагенеза закономерно развиваются во времени, что позволяет выделить ранний и поздний этапы
- 4. Этап позднего диагенеза На этапе позднего диагенеза физико-химические условия среды существенно отличаются от среды седиментогенеза в
- 7. Стадия катагенеза Катагенезом называется процесс изменения осадочных пород в результате погружения их на определенную глубину. Основными
- 8. Термодинамические условия зоны катагенеза Изменение температуры и давления с глубиной характеризуется следующими цифрами:
- 9. Роль давления в преобразовании осадочных пород Давление вышележащих толщ по-разному действует на глинистые и зернистые, плотно
- 10. Роль давления (продолжение) При наиболее высоком давлении происходят процессы дробления зерен. Особенно легко подвергаются раздроблению сильно
- 11. Пористость как индикатор процессов катагенеза Количественными показателями интенсивности проявления процессов катагенеза служат пористость пород и поведение
- 12. Подземные воды как фактор катагенеза Особенности процессов минералообразования при катагенезе определяются не только термодинамическими условиями среды
- 13. Ранний катагенез Этап раннего (или начального) катагенеза фиксируется присутствием в глинистых породах или глинистом цементе неизмененного
- 15. Скачать презентацию
Минералообразование при диагенезе
Типичными минералами, возникающими на стадии диагенеза и слагающими цемент
Минералообразование при диагенезе
Типичными минералами, возникающими на стадии диагенеза и слагающими цемент
сульфиды (пирит, мельниковит, марказит),
оксиды и гидроксиды (гидроксиды и оксиды железа и марганца),
сульфаты (барит, целестин),
карбонаты (кальцит, доломит, сидерит, магнезит),
фосфаты (коллофанит, курскит и др.),
силикаты (опал, халцедон, кварц, глауконит, лептохлориты, каолинит, гидрослюды, монтмориллонит, цеолиты).
Вновь образовавшиеся минералы цемента отличаются от первичных минералов осадка по морфологии выделений. Среди них характерны мельчайшие кристаллики, агрегаты микроскопических зерен, сферолиты, оолиты, микроконкреции.
Этап раннего диагенеза
Процессы диагенеза закономерно развиваются во времени, что позволяет выделить
Этап раннего диагенеза
Процессы диагенеза закономерно развиваются во времени, что позволяет выделить
На этапе раннего диагенеза в осадках сохраняется окислительная обстановка, типичная для стадии седиментогенеза. Этот этап характерен для глубин до 200-300 м.
В это время активно развиваются процессы постепенного формирования цемента, хотя осадок все время остается в рыхлом состоянии.
Наряду с процессами нового минералообразования, происходит разложение ряда первичных минералов.
Например:
1)в щелочных условиях среды происходит разложение полевых шпатов и слюд с образованием гидрослюд.
2)в слабокислых и нейтральной средах железо-магнезиальные минералы (пироксены, оливин, амфиболы, биотит) постепенно превращаются в глауконит.
3)в кислых условиях среды наблюдается разъедание и последующее растворение карбонатов и фосфатов, а полевые шпаты и слюды превращаются в каолинит.
Этап позднего диагенеза
На этапе позднего диагенеза физико-химические условия среды существенно отличаются
Этап позднего диагенеза
На этапе позднего диагенеза физико-химические условия среды существенно отличаются
Благодаря жизнедеятельности бактерий и разложению органического вещества на некоторой глубине в осадке появляются в большом количестве сероводород и углекислота, за счет чего создается восстановительная обстановка. Переход преимущественно из окислительной обстановки, типичной для стадии седиментогенеза, в восстановительные условия среды является важным фактором минералообразования на стадии диагенеза.
Все большую часть объема осадка начинают занимать конкреции, которые постепенно растут во времени. Наиболее распространенными являются железо-марганцевые, сульфидные, карбонатные, сульфатные, фосфатные и кремниевые конкреции. Основной их рост происходит в еще не затвердевшем осадке.
Постепенно в осадке возникают зоны плотной породы, зацементированные минеральными новообразованиями и конкрециями. К концу диагенеза рыхлые участки полностью исчезают.
Например: в ходе диагенеза валунно-галечные осадки превращаются в конгломераты, глыбовощебневые – в брекчии, песчаные – в песчаники, алевритовые – в алевролиты, глинистые осадки – в плотные глины и аргиллиты, карбонатные илы – в доломиты и известняки и т.д.
Стадия катагенеза
Катагенезом называется процесс изменения осадочных пород в результате погружения их
Стадия катагенеза
Катагенезом называется процесс изменения осадочных пород в результате погружения их
Основными факторами катагенеза являются:
- повышенная температура,
- высокое давление,
- подземные воды и грунтовые растворы.
На данной стадии происходят следующие основные преобразования осадочных пород:
- значительное уплотнение пород под влиянием нагрузки вышележащих толщ,
- специфические процессы минералообразования: коррозия и частичное растворение минералов, регенерация, образование новых минералов из растворов, метасоматические замещения, перекристаллизация обломочных зерен.
Катагенетические процессы происходят на глубинах от 1 до 5 км.
Термодинамические условия зоны катагенеза
Изменение температуры и давления с глубиной характеризуется следующими
Термодинамические условия зоны катагенеза
Изменение температуры и давления с глубиной характеризуется следующими
Роль давления в преобразовании осадочных пород
Давление вышележащих толщ по-разному действует на
Роль давления в преобразовании осадочных пород
Давление вышележащих толщ по-разному действует на
1) Под воздействием нагрузки зерна осадочных пород сближаются друг с другом. При этом происходит постепенное снижение пористости пород. Отдельные зерна разворачиваются и укладываются в пространстве наиболее плотно друг к другу (т.н. плотнейшая упаковка).
2) Наблюдается выделение воды, прежде всего из порового пространства. Наиболее характерен этот процесс для глинистых (монтмориллонитовых) пород. При этом свободная вода вытесняется еще при давлении 40-80 атм, что соответствует глубине погружения 400-600 м. Пленочная и гигроскопическая вода, прочно удерживаемые на поверхности частиц, отжимаются при значительно больших давлениях и на глубинах свыше 1 км.
3) Следующим важным процессом является изменение ориентировки обломочных частиц под давлением. Минеральные частицы уплощенной формы под нагрузкой ориентируются параллельно друг другу и образуют агрегаты с весьма малой пористостью.
4) Кроме того, частицы глинистых и слюдистых минералов подвергаются пластическим деформациям.
Роль давления (продолжение)
При наиболее высоком давлении происходят процессы дробления зерен. Особенно
Роль давления (продолжение)
При наиболее высоком давлении происходят процессы дробления зерен. Особенно
Под влиянием нагрузки зерна на контактах начинают проникать друг в друга. Особенно характерен этот процесс на контакте кварца с кальцитом и т.п. В присутствии растворов в этих точках начинаются процессы растворения наименее устойчивых минералов.
Постепенно под влиянием давления наблюдается массовое развитие процессов растворения минералов (т.н. процессы «межпластового растворения»). Устойчивость минералов к процессам межпластового растворения зависит от прочности их кристаллической решетки и характера среды. Наименее устойчивы в этих условиях обломки пород, основные плагиоклазы, слюды, хлориты, пироксены и амфиболы. Даже кварц при повышенных температурах и давлении начинает растворяться более интенсивно.
Такие непрочные породы, как каменная соль, сильвинит, гипсы, ангидриты, благодаря их пластичности, проявляют свойство текучести в твердом состоянии (плойчатая текстура). Несколько в меньшей степени текут и другие породы с цементом того же минерального состава, а также глинистым цементом.
Пористость как индикатор процессов катагенеза
Количественными показателями интенсивности проявления процессов катагенеза служат
Пористость как индикатор процессов катагенеза
Количественными показателями интенсивности проявления процессов катагенеза служат
Например, для глинистых образований отмечены следующие градации.
Глины мелового возраста Поволжья, перекрытые толщей пород мощностью 100-200 м, имеют пористость 47%. Они легко размокают в воде и относятся еще к осадкам.
Аргиллиты среднего карбона Донбасса, залегающие на глубинах около 4000 м, отличаются пористостью около 10%; они с трудом размокают в воде.
Аргиллиты триаса Крыма, перекрытые толщей пород мощностью порядка 5000 м, имеют пористость в пределах 1-4% и не размокают в воде.
Подземные воды как фактор катагенеза
Особенности процессов минералообразования при катагенезе определяются не
Подземные воды как фактор катагенеза
Особенности процессов минералообразования при катагенезе определяются не
С учетом условий циркуляции и состава подземных вод вся стратисфера разделяется на три зоны:
- зона свободного водообмена (глубина до 700 м), где происходит интенсивная циркуляция подземных вод и обмен их с поверхностными;
- зона затрудненного водообмена (глубина до 2 км), где условия мало благоприятны для циркуляции, а обмен их с поверхностными водами резко ограничен;
- зона застойных вод (глубина свыше 2 км), где циркуляция подземных вод практически отсутствует и полностью исключен их обмен с поверхностными водами.
Обычно в зоне свободного водообмена развиты гидрокарбонатные слабоминерализованные воды, в зоне затрудненного водообмена – гидрокарбонатно-сульфатные и сульфатные среднеминерализованные воды, в зоне застойных вод – хлоридно-сульфатные и хлоридные высокоминерализованные воды и рассолы.
Кроме того, по мере углубления в стратисферу увеличивается величина рН и падает - Eh, в результате чего на больших глубинах наблюдаются восстановительные и резко щелочные условия среды.
Ранний катагенез
Этап раннего (или начального) катагенеза фиксируется присутствием в глинистых породах
Ранний катагенез
Этап раннего (или начального) катагенеза фиксируется присутствием в глинистых породах
Характерны достаточно широкое развитие процессов внутрислоевого растворения неустойчивых минералов, коррозия зерен кварца и полевых шпатов, новообразования различных карбонатных минералов.
Пористость пород составляет порядка 15-30%.
Наряду с более или менее плотными породами (конгломераты, аргиллиты) присутствуют некоторые слабо сцементированные породы – глины, рыхлые песчаники, ракушечники, мел, мергели, бурые угли.
Текстуры и структуры осадочных пород заметно не меняются.
Глубина зоны раннего катагенеза варьирует от 1,5 до 4 км. Для него характерны температура до 100°С и давление до 1000 атм.