1.4.3. Осадки и их превращение в осадочные породы

Осадочные толщи покрывают 75 % поверхности континентов, таким образом, это наиболее легко доступная для изучения группа пород. Они имеют исключительное значение еще и потому, что содержат в себе окаменевшие остатки организмов, населявших в прошлом нашу планету. Осадочный материал, главным образом, отлагается в океанах и морях, но некоторая его часть накапливается в условиях суши. Выше были рассмотрены основные процессы, последовательно происходящие на земной поверхности: разрушение горных пород, перенос и отложение осадков. Весь процесс осадконакопления носит название седиментогенеза. Однако осадки ещё не являются горными породами. Для превращения рыхлых осадков в плотные твердые породы они должны пройти стадию диагенеза.

1.4.3.1. Процессы диагенеза

Диагенетические процессы протекают при сравнительно низких температурах и умеренном давлении, но действуют в течение длительного времени, что и приводит к существенным изменениям первоначальных свойств осадков. Осадки, отложившиеся в жидкой среде, имеют в своем составе значительное количество воды. Когда сверху накладываются новые слои осадков, нижележащие толщи сдавливаются и вода отжимается. При этом плотность осадка увеличивается, объем породы уменьшается, а также уменьшаются её пористость и проницаемость. Материал, заполняющий пространство между зернами, называется цементом или основной массой. При диагенезе он образуется за счет минералов, которые были растворены в воде, а затем выпали из раствора, цементируя отдельные зерна или органические остатки. Главными типами цемента осадочных пород являются кальцит, кремнезем, соединения железа. Цементом для грубообломочных пород часто становится обломочный материал более мелкой размерности (песок, алеврит, глина). При процессах диагенеза часто происходит замещение одних минералов другими. Например, при просачивании морской воды в поры известняка кальций в кристаллах замещается магнием и происходит доломитизация известняков.

Таким образом, диагенез сопровождается процессами обезвоживания, уплотнения, цементации и замещения минералов. Чем дольше порода подвергается этим процессам, тем крепче, тверже и плотнее она становится. Поэтому древние породы всегда более плотные и крепкие, а молодые более рыхлые и мягкие.

Все процессы, непосредственно связанные с образованием осадков и последующим превращением их в породу, называются литогенезом. То есть, диагенез является следующей после седиментогенеза (второй) стадией литогенеза.

1.4.3.2. Формы залегания осадочных пород

При непрерывном отложении осадков на каком-то участке поверхности, слои будут располагаться параллельно друг другу и характеризоваться постепенными переходами. Например, переходы по крупности обломков (конгломерат-гравелит-песчаник).Такое соотношение толщ горных пород называют согласным (рис. 25). Иногда последовательность залегания слоев нарушается и какие-то

Рис.25. Согласное залегание слоев:

а – горизонтальное б – наклонное

а

б

горизонты осадочных пород выпадают из разреза. Прерывистость в залегании осадков объясняется особенностями рельефа и тектоники

данной местности. Если во время накопления осадочного материала на территории происходило поднятие, и образовывались возвышенности, то материал здесь переставал накапливаться, а наоборот денудировался и сносился в пониженные участки. Такие перерывы в осадконакоплении создают несогласное залегание слоев. Существуют параллельное или стратиграфическое несогласие и угловое несогласие (рис. 26). Параллельное (стратиграфическое) несогласие выражается перерывом среди слоев, залегающих изначально параллельно друг другу. Стратиграфическое несогласие можно распознать по следующим признакам: а) слои резко отличаются по составу пород и заключенным в них органическим остаткам; б) поверхность несогласия неровная, кавернозная (это поверхность древнего рельефа данной территории); в) выше поверхности несогласия – наличие базальных конгломератов (с галькой подстилающих пород). Угловое несогласие характеризуется непараллельным расположением слоев. Более молодые, горизонтально залегающие, толщи перекрывают древние, смятые в складки отложения. Поверхность несогласия при этом срезает часть подстилающей толщи и параллельна границам слоев молодой толщи. Это свидетельствует о длительном перерыве осадконакопления.

Рис. 26. Виды несогласного залегания:

а – параллельное, б – угловое