Обломочная порода - Clastic rock
Обломочные породы состоят из фрагментов или обломков ранее существовавших минералы и рок. А класть это фрагмент геологический детрит,[1] куски и более мелкие зерна породы, отколовшиеся от других камней физическое выветривание.[2] Геологи используют термин обломочный в отношении осадочные породы а также частицам в перенос наносов ли в приостановка или как нагрузка на кровать, И в осадок депозиты.
Осадочные обломочные породы
Clastic осадочные породы породы, состоящие преимущественно из осколков или Clasts старше выдержанный и размытый горные породы. Обломочные отложения или осадочные породы классифицируются на основе размером с зернышко, обломочный и вяжущий материал (матрица ) состав и текстура. Факторы классификации часто полезны при определении среда осаждения. Примером обломочной среды может быть речная система, в которой весь спектр зерна, переносимого движущейся водой, состоит из кусочков. размытый из твердой породы выше по течению.
Размер зерен варьируется от глина в сланцы и аргиллиты; через ил в алевролиты; песок в песчаники; и гравий, булыжник, к валун размер фрагментов в конгломераты и брекчии. В Шкала фи (φ) Крамбейна численно упорядочивает эти члены в логарифмической шкале размера.
Силикокластические осадочные породы
Силикатный Породы представляют собой обломочные некарбонатные породы, которые состоят почти исключительно из кремния в виде кварца или силикатов.
Сочинение
Состав силикатный Осадочные породы включают химические и минералогические компоненты каркаса, а также цементирующий материал, из которого состоят эти породы. Боггс делит их на четыре категории; основные минералы, акцессорные минералы, обломки горных пород и химические отложения.[3]
Основные минералы можно разделить на подразделения в зависимости от их устойчивости к химическому разложению. Те, которые обладают большим сопротивлением разложению, классифицируются как стабильные, а те, которые не обладают, считаются менее стабильными. Наиболее распространенным стабильным минералом в кремнисто-обломочных осадочных породах является кварц (SiO2).[3] Кварц составляет около 65 процентов зерен каркаса, присутствующих в песчаниках, и около 30 процентов минералов в среднем сланце. Менее стабильными минералами, присутствующими в этом типе горных пород, являются полевые шпаты, в том числе полевые шпаты калия и плагиоклаза.[3] Полевые шпаты составляют значительно меньшую долю каркасных зерен и минералов. Они составляют лишь около 15% зерен каркаса в песчаниках и 5% минералов в сланцах. Группы глинистых минералов в основном присутствуют в глинистых породах (составляющих более 60% минералов), но могут быть обнаружены в других силикокластических осадочных породах на значительно более низких уровнях.[3]
Акцессорные минералы связаны с теми, присутствие которых в породе не имеет прямого значения для классификации образца. Обычно они встречаются в меньших количествах по сравнению с кварцем и полевым шпатом. Кроме того, обычно встречаются тяжелые минералы или крупнозернистые слюды (оба москвич и биотит ).[3]
Обломки горных пород также входят в состав кремнисто-обломочных осадочных пород и составляют около 10–15 процентов состава песчаника. Как правило, они составляют большую часть частиц гравия в конгломератах, но вносят очень небольшой вклад в состав глинистых пород. Хотя иногда это так, обломки горных пород не всегда имеют осадочное происхождение. Они также могут быть метаморфическими или магматическими.[3]
Химические цементы различаются по количеству, но преимущественно встречаются в песчаниках. Двумя основными типами являются силикаты и карбонаты. Большинство кремнеземистых цементов состоит из кварца, но может включать кремни, опал, полевые шпаты и цеолиты.[3]
В состав входят химический и минералогический составление отдельных или различных фрагментов и цементирующего материала (матрица ) удерживая обломки вместе как скалу. Эти различия чаще всего используются в зернах каркаса песчаников. Песчаники, богатые кварцем, называются кварцевые арениты, богатые полевым шпатом называются аркосес, и те, кто богат литика называются каменные песчаники.
Классификация
Силикатно-обломочные осадочные породы состоят в основном из силикатных частиц, образовавшихся в результате выветривания более старых пород и пирокластического вулканизма. В то время как размер зерен, состав обломков и цементирующего материала (матрицы), а также текстура являются важными факторами при определении состава, силикокластические осадочные породы классифицируются по размеру зерен на три основные категории: конгломераты, песчаники, и грязевые породы. Период, термин глина используется для классификации частиц размером менее 0,0039 миллиметра. Однако этот термин также может использоваться для обозначения семейства листовых силикатных минералов.[3] Ил относится к частицам диаметром от 0,062 до 0,0039 миллиметра. Период, термин грязь используется при смешивании в осадке частиц глины и ила; грязевая порода это название породы, созданной из этих отложений. Более того, частицы диаметром от 0,062 до 2 мм попадают в категорию песка. Когда песок цементируется и литифицируется, он становится известен как песчаник. Любая частица размером более двух миллиметров считается гравием. В эту категорию входят галька, булыжники и валуны. Подобно песчанику, когда гравий литифицируется, он считается конгломератом.[3]
Конгломераты и брекчии
Конгломераты представляют собой крупнозернистые породы, в основном состоящие из частиц размером с гравий, которые обычно удерживаются вместе более мелкозернистой матрицей.[4] Эти породы часто подразделяются на конгломераты и брекчии. Основная характеристика, разделяющая эти две категории, - это степень округления. Частицы гравия, из которых состоят конгломераты, имеют округлую форму, тогда как в брекчиях они имеют угловатую форму. Конгломераты обычны в стратиграфических последовательностях большинства, если не всех возрастов, но составляют только один процент или меньше по весу от общей массы осадочных пород.[3] По своему происхождению и механизму образования они очень похожи на песчаники. В результате эти две категории часто содержат одни и те же осадочные структуры.[3]
Песчаники
Песчаники представляют собой среднезернистые породы, состоящие из округлых или угловатых фрагментов размером с песок, которые часто, но не всегда имеют цемент, соединяющий их вместе. Эти частицы размером с песок часто представляют собой кварц, но существует несколько общих категорий и широкий спектр схем классификации, которые классифицируют песчаники на основе состава. Схемы классификации сильно различаются, но большинство геологов приняли Схема Дотта,[5][нужен лучший источник ] в котором используется относительное обилие зерен кварца, полевого шпата и каменного каркаса, а также обилие илистой матрицы между этими более крупными зернами.
Грязевые породы
Породы, которые классифицируются как глинистые породы, очень мелкозернистые. Ил и глина составляют не менее 50% материала, из которого состоят глинистые породы. Схемы классификации глинистых пород, как правило, различаются, но большинство из них основано на размере зерен основных составляющих. В илистых породах это, как правило, ил и глина.[6]
По словам Блатта, Миддлтона и Мюррея [7] илистые породы, состоящие в основном из илистых частиц, классифицируются как алевролиты. В свою очередь, породы, которые содержат глину в качестве основной частицы, называются аргиллитами. В геологии смесь ила и глины называется грязью. Породы, содержащие большое количество глины и ила, называются аргиллитами. В некоторых случаях термин «сланец» также используется для обозначения глинистых пород и до сих пор широко используется большинством. Однако другие использовали термин «сланец» для дальнейшего разделения глинистых пород на основе процентного содержания глинистых составляющих. Пластинчатая форма глины позволяет ее частицам накладываться одна на другую, образуя пластинки или слои. Чем больше глины присутствует в данном образце, тем более слоистая порода. Сланцы в данном случае зарезервированы для слоистых глинистых пород, а аргиллиты - для тех, которые не являются слоистыми.
Красная грязевая порода
Черный сланец
Диагенез кремнисто-обломочных осадочных пород
Первоначально силикокластические породы образуются в виде рыхлых отложений, включая гравий, песок и илы. Процесс превращения рыхлых отложений в твердые осадочные породы называется литификация. В процессе литификации отложения претерпевают физические, химические и минералогические изменения, прежде чем стать горными породами. Первичный физический процесс литификации - уплотнение. По мере продолжения переноса и осаждения наносов новые отложения откладываются на ранее отложенных пластах, погребая их. Захоронение продолжается, и вес вышележащих отложений вызывает повышение температуры и давления. Это повышение температуры и давления приводит к тому, что рыхлые зернистые отложения становятся плотно упакованными, уменьшая пористость, по существу выдавливая воду из осадка. Пористость дополнительно снижается за счет осаждения минералов в оставшиеся поровые пространства.[3] Заключительный этап процесса - диагенез и будет подробно рассмотрено ниже.
Цементация
Цементация - это диагенетический процесс, при котором крупные обломочные отложения литифицируются или консолидируются в твердые, компактные породы, обычно в результате отложения или осаждения минералов в промежутках между отдельными зернами осадка.[4] Цементация может происходить одновременно с напылением или в другое время. Кроме того, как только осадок откладывается, он становится объектом цементации на различных стадиях диагенеза, обсуждаемых ниже.
Мелкое захоронение (эогенез)
Эогенез относится к ранним стадиям диагенеза. Это может происходить на очень небольшой глубине, от нескольких метров до десятков метров под поверхностью. Изменения, происходящие во время этой диагенетической фазы, в основном связаны с переработкой отложений. Уплотнение и переупаковка зерна, биотурбация, а также минералогические изменения происходят в разной степени.[3] Из-за небольшой глубины отложения на этом этапе подвергаются лишь незначительному уплотнению и перестройке зерен. Организмы перерабатывают отложения вблизи границы раздела отложений, роясь, ползая и в некоторых случаях заглатывая отложения. Этот процесс может разрушить осадочные структуры, которые присутствовали при отложении осадка. Такие структуры, как ламинирование, уступят место новым структурам, связанным с деятельностью организмов. Несмотря на близость к поверхности, эогенез создает условия для важных минералогических изменений. В основном это связано с осаждением новых минералов.
Минералогические изменения в процессе эогенеза
Минералогические изменения, происходящие во время эогенеза, зависят от среды, в которой этот осадок отложился. Например, формирование пирит характерен для восстановительных условий в морской среде.[3] Пирит может образовывать цемент или заменять органические материалы, такие как фрагменты древесины. Другие важные реакции включают образование хлорит, глауконит, иллит и оксид железа (если присутствует кислородсодержащая поровая вода). Осаждение калиевого полевого шпата, зарослей кварца и карбонатных цементов также происходит в морских условиях. В неморской среде почти всегда преобладают окислительные условия, то есть оксиды железа обычно образуются вместе с каолин группа глинистых минералов. Осаждение кварцевого и кальцитового цемента также может происходить в неморских условиях.
Глубокое захоронение (мезогенез)
Уплотнение
По мере того, как отложения погружаются глубже, давление нагрузки возрастает, что приводит к плотной упаковке зерна и истончению слоя. Это вызывает повышенное давление между зернами, что увеличивает растворимость зерен. В результате происходит частичное растворение силикатных зерен. Это называется растворами под давлением. С химической точки зрения повышение температуры также может вызвать увеличение скорости химических реакций. Это увеличивает растворимость большинства обычных минералов (кроме эвапоритов).[3] Кроме того, слои становятся тонкими, а пористость уменьшается, что позволяет цементировать за счет осаждения кремнезема или карбонатного цемента в оставшееся поровое пространство.
В этом процессе минералы кристаллизуются из водянистых растворов, которые просачиваются через поры между зернами осадка. Производимый цемент может иметь или не иметь тот же химический состав, что и осадок. В песчаниках зерна каркаса часто цементированы кремнеземом или карбонатом. Степень цементации зависит от состава осадка. Например, в каменных песчаниках цементация менее обширна, поскольку поровое пространство между зернами каркаса заполнено илистым матриксом, который оставляет мало места для выпадения осадков. Это часто случается и с глинистыми породами. В результате уплотнения глинистые отложения, содержащие глинистые породы, становятся относительно непроницаемыми.
Растворение
При глубоком захоронении возможно растворение каркасных силикатных зерен и ранее образовавшегося карбонатного цемента. Условия, которые способствуют этому, по существу противоположны тем, которые требуются для цементирования. Обломки горных пород и силикатные минералы с низкой стабильностью, такие как плагиоклаз полевой шпат, пироксены, и амфиболы, может растворяться в результате повышения температуры захоронения и присутствия органических кислот в поровых водах. Растворение каркасных зерен и цемента увеличивает пористость, особенно в песчаниках.[3]
Минеральная замена
Это относится к процессу, при котором один минерал растворяется, а новый минерал заполняет пространство за счет осаждения. Замена может быть частичной или полной. Полная замена разрушает идентичность исходных минералов или фрагментов породы, что дает искаженное представление об исходной минералогии породы.[3] Этот процесс также может повлиять на пористость. Например, глинистые минералы имеют тенденцию заполнять поровое пространство и тем самым уменьшать пористость.
Телогенез
В процессе захоронения возможно, что кремнисто-обломочные отложения могут впоследствии подняться в результате горообразования или эрозии.[3] Когда происходит поднятие, погребенные отложения подвергаются радикально новой среде. Поскольку в ходе процесса материал приближается к поверхности или приближается к ней, отложения, которые подвергаются подъему, подвергаются более низким температурам и давлению, а также слабокислой дождевой воде. В этих условиях зерна каркаса и цемент снова подвергаются растворению, что, в свою очередь, увеличивает пористость. С другой стороны, телогенез также может преобразовывать зерна каркаса в глины, тем самым уменьшая пористость. Эти изменения зависят от конкретных условий, в которых обнажается порода, а также от состава породы и поровых вод. Специфические поровые воды могут вызвать дальнейшее осаждение карбонатных или кремнеземистых цементов. Этот процесс также может стимулировать процесс окисления различных железосодержащих минералов.
Осадочные брекчии
Осадочный брекчии представляют собой тип обломочных осадочных пород, которые состоят из от угловых до субугловых, беспорядочно ориентированных обломков других осадочных пород. Они могут образовывать:
- В подводной лодке селевые потоки, лавины, грязевой поток или массовый расход в водной среде. Технически, турбидиты представляют собой форму отложений селей и представляют собой мелкозернистые периферийные отложения по отношению к потоку осадочной брекчии.
- В виде угловатых, плохо отсортированных, очень незрелых обломков горных пород в более мелкозернистой основной массе, которые образуются в результате массового истощения. По сути, это литифицированные коллювий. Мощные толщи осадочных (коллювиальных) брекчий обычно образуются рядом с уступами разломов в грабенс.
В полевых условиях иногда бывает трудно отличить осадочную брекчию селевого потока от коллювиальной брекчии, особенно если работа ведется полностью из бурение Информация. Осадочные брекчии - неотъемлемая вмещающая порода для многих осадочные эксгаляционные отложения.
Магматические обломочные породы
Clastic Магматические породы включают пирокластический вулканические породы Такие как туф, агломерат и навязчивый брекчии, а также некоторые маргинальные эвтакситный и такси интрузивные морфологии. Магматические обломочные породы разрушаются потоком, нагнетанием или взрывным разрушением твердых или полутвердых магматических пород или лава.
Магматические обломочные породы можно разделить на два класса:
- Разбитые, обломочные породы, произведенные навязчивый процессы, обычно связанные с плутоны или порфировые штоки
- Расколотые обломочные породы, связанные с извержениями вулканов, оба лава и пирокластический тип
Метаморфические обломочные породы
Clastic метаморфических пород включают брекчии сформированный в недостатки, а также некоторые протомилонит и псевдотахилит. Иногда метаморфические породы могут быть брекчированы через гидротермальный жидкости, образуя гидроразрыв брекчия.
Гидротермальные обломочные породы
Гидротермальные обломочные породы обычно ограничиваются теми, которые образованы гидроразрыв, процесс, с помощью которого гидротермальный циркуляция трещин и брекчий брекчирует породы стен и заполняет их прожилками. Это особенно заметно в эпитермальный руда депозитов и связан с зоны изменения вокруг многих интрузивных скал, особенно граниты. Много скарн и Greisen месторождения связаны с гидротермальными брекчиями.
Ударная брекчия
Достаточно редкая форма обломочной породы может образовываться во время метеорит влияние. Он состоит в основном из выброса; обломки кантри-рок, обломки расплавленных горных пород, тектиты (стекло, выброшенное из кратера от удара) и экзотические осколки, в том числе осколки, полученные от самого ударника.
Идентификация обломочной породы как ударной брекчии требует распознавания разбить конусы, тектиты, сферолиты, а морфология удара кратер, а также потенциально распознавать определенные химические сигнатуры и следы элементов, особенно осмиридий.
Рекомендации
- ^ Основы геологии, 3-е изд., Стивен Маршак, стр. G-3
- ^ Основы геологии, 3-е изд., Стивен Маршак, стр. G-5
- ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р Боггс-младший, Сэм. Основы седиментологии и стратиграфии. Пирсон Прентис Холл: Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси, 2006 г.
- ^ а б Нойендорф, Клаус; Мел, Джеймс; Джексон, Джулия Глоссарий геологии, пятое издание. Американский геологический институт: Александрия, Вирджиния; 2005 г.
- ^ Дотт Р. Х., Ваке, граувак и матрица - Какой подход к классификации незрелых песчаников: журнал осадочной петрологии, т. 34, стр. 625–32, 1996.
- ^ Спирс, Д.А., Сэм. К классификации сланцев. J. geol. соц., Лондон, 137, 1990.
- ^ Блатт, Х., Миддлтон, Г. В. и Мюррей, Р. С. 1972. Происхождение осадочных пород. Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, 634 стр.