Материал: Условия формирования осадочных горных пород

) Гумидный тип литогенеза.Этот тип характеризуется тем, что осадочный материал образуется не только в результате механического выветривания, но и за счет химического разложения и жизнедеятельности организмов. Поскольку гумидный тип литогенеза осуществляется в различных климатических обстановках (тропической, субтропической, умеренной и даже арктической), то осадки имеют свои специфические особенности, влияющие на облик образующихся из них породы.

) Аридный тип литогенеза. Этот тип литогенеза развивается в обстановке пониженной влажности и повышенной температуры. Он характерен для континентов, но может быть развит и во внутриконтинентальных озерных и морских бассейнах.

Осадочный материал в областях аридного литогенеза образуется главным образом, за счет механического выветривания выходящих на поверхность пород, в результате химического осаждения солей, а также вследствие жизнедеятельности организмов. Часть осадочного материала поступает из располагающихся по соседству областей гумидного климата вместе с мощными временными потоками, ручьями и реками. Для данного типа литогенеза характерны следующие породы: эоловые пески и песчаники, глинисто-алевритовые образования, известняки, доломиты, гипсы, ангидриты, каменная соль и некоторые другие[8, с.137].

) Аклиматический (вулканогенно-осадочный) тип литогенеза. Он не связан с климатом и присущ областям вулканической активности, которые располагаются в различных климатических зонах. В этом случае осадочный материал в значительной мере поставляется вулканами в виде вулканического пепла, вулканических бомб.

В современную эпоху преобладает гумидный тип литогенеза, который господствует уже в течение длительного времени. На ранних этапах геологической истории Земли основная роль принадлежала вулканогенно-осадочному типу литогенеза[8, с.146].

.Жизнедеятельность организмов.Жизнедеятельность организмов, как уже отмечалось, существенным образом отражается на осадочном породообразовании. Многие водные организмы строят свои скелеты, заимствуя химические соединения из воды морских бассейнов. После отмирания организмов их минеральные скелеты поступают в осадок и нередко образуют скопления большой мощности.

В осадках водоемов гумидных областей содержание органического вещества выше, чем в осадках аридных; в глинистых илах - больше, чем в песках и алевритах. В результате жизнедеятельности некоторых организмов формируются рифовые карбонатные постройки, образуются такие специфические породы, как каменные угли, фосфориты, диатомиты.

.3 Формы залегания осадочных горных пород

Первичной формой залегания осадочных горных пород является слой, или пласт (рисунок 2.2)[9, с.126].

Рисунок 2.2 Слоистое залегание осадочных пород[9, с.126]

Пластом называется геологическое тело, сложенное однородной осадочной породой, ограниченное двумя параллельными поверхностями напластования, имеющее примерно постоянную мощность и занимающее значительную площадь. Слои горных пород можно наблюдать в обнажениях. Обнажением слоев горных пород называется выход их на поверхность Земли.

Взаимное расположение пластов может быть согласным или несогласным.

При согласном залегании пород границы пластов практически параллельны.Такое положение границ сохраняется и при наклонном и складчатом залегании пластов. Характерной особенностью согласного залегания, также является последовательное залегание более молодых пластов на более древних. Формирование пород происходило в условиях последовательного погружения и непрерывного накопления осадков(рисунок 2.3)[9, с.128].

Рисунок 2.3 Согласное залегание пластов горных пород[9, с.128]

При более сложном геологическом развитии породы могут оказаться в условиях несогласного залегания.Особенностью этого вида залегания является наличие в разрезе несогласия, свидетельствующей о наличии перерыва в осадконакоплении.Для осадочных пород характерна пластообразная форма и пологое, близкое к горизонтальному первичное залегание. Под воздействием главным образом тектонических процессов происходит нарушение залегания или дислокация пластов и создаются различные вторичные структуры; односторонний или моноклинальный наклон, разнообразные по своей форме и величине складки, часто осложнённые сбросами и другими разрывными нарушениями(рисунок 2.4) [9, с.129].

Рисунок 2.4 Несогласное залегание пластов горных пород[9, с.129]

Можно сделать вывод, что осадочные горные породы образовались на поверхности литосферы в результате накопления минеральных масс, полученных в процессе разрушения магматических, метаморфических и осадочных горных пород. Процессы разрушения горных пород литосферы и накопления новых пород на поверхности Земли идут повсеместно: в пустынях, где работу ведет ветер; вдоль морских и океанических берегов, где волны перемещают обломочный материал; на дне глубоких частей морей и океанов, где отмирающие организмы дают начало толщам осадочных пород. Условия образования накладывают существенный отпечаток на облик осадочных пород. В одних случаях они состоят из обломков ранее разрушенных горных пород, в других - из скопления органических остатков, в третьих - из кристаллических зерен, выпавших из раствора.

ГЛАВА 3. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, СВЯЗАННЫЕ С ОСАДОЧНЫМИ ГОРНЫМИ ПОРОДАМИ

осадочный горный порода месторождение

Осадочные месторождения полезных ископаемых - залежи полезных ископаемых, формирующиеся в процессе осадконакопления на дне водоёмов.

Образование осадочных месторождений происходит по схеме: разрушение горных пород и древних месторождений - перенос материала - отложение - диагенез осадков. Важную роль в формировании месторождений осадочного типа играет жизнедеятельность организмов, особенно при образовании месторождений железных, марганцевых, урановых - руд; угля, нефти, горючих сланцев, бокситов.

Классификация осадочных месторождений.Классификация осадочных месторождений основано по способу их образования.

Это месторождения:

) механические (обломочные) - россыпи;

) биогенные и биогеохимические.

.1 Механические осадочные месторождения

Механические осадочные месторождения образуются за счет минерала, возникшего при физическом выветривании. При переносе взвешенное вещество осаждается последовательно в зависимости от формы, размера частиц, их удельного веса. Среди механических осадков условно выделяют месторождения:

обломочных пород;

россыпи.

Месторождения обломочных пород. Механические обломочные месторождения образуются под действием водных потоков в долинах рек, озерных и прибрежных зон морей. Основная масса осадочного материала поступает в виде твердых частиц разного размера и в растворенном состоянии (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 Месторождение обломочных пород[15]

Месторождения обломочных пород в Республики Беларусь представлены прежде всего: различными песками (стекольные пески, формовочные пески, песчано-гравийные смеси) и глинами.

Пески.Стекольные пески Беларуси разведаны в Гомельской (Лоевское месторождение) и Брестской (Городное месторождение) областях. Их общие запасы 15 млн м3. Стекольные пески пригодны для получения оконного и тарного стекла.

Формовочные пески Беларуси - Жлобинский и Добрушский районы, запасы - 100 млн т.

Песчано-гравийные смеси - север и центр Беларуси, 136 месторождений с общими запасами более 700 млн м3; эксплуатируется 82 месторождения, суммарные запасы - 660 млн т. Они применяются, в основном, для приготовления бетонов и строительных растворов.

Глины.Месторождения расположены на юге Беларуси. Разведано более 210 месторождений легкоплавких глин (Витебская обл.) с общими запасами около 200 млн м3. Разрабатывается более 110 месторождений, ежегодно добывается 2,5-3,5 млн м3 сырья.

Тугоплавкие глины - на юге Беларуси (Лунинецкий, Лоевский, Столинский районы), около 20 месторождений.

Россыпи.Россыпные месторождения - образуются вследствие концентрации полезных минералов среди обломочных отложений, возникающих при разрушении и переотложении вещества горных пород. Наиболее важными являются следующие россыпные месторождения:

золотоносные россыпи;(рисунок 3.2)

россыпи платины и металлов платиновой группы;

алмазоносные россыпи.

Рисунок 3.2 Россыпи золота. Аляска [15]

Разрабатывают россыпи золота, касситерита, вольфрама, циркона, алмазов. Широко известны россыпи месторождения золота в Сибири, на Аляске, в Калифорнии, Восточной Австралии и многих других местах. Большая часть россыпей золота приурочена к аллювиальным отложениям. Мировой известностью пользуются россыпи касситерита на Малаккском полуострове и островах Банка и Белитунг в Индонезии, алмазов в Южной Африке, танталита и колумбита в Нигерии.

.2 Хемогенные осадочные месторождения

Хемогенными называются осадочные месторождения, которые образуются в результате осаждения полезных компонентов из истинных или коллоидных растворов в морях, озерах, болотах.

Источником для образования месторождений является морская вода, а также продукты химического выветривания горных пород и руд. Растворенные вещества отлагаются на дне водоемов в виде химических осадков путем кристаллизации из истинных растворов. Для образования соляных месторождений требуется существование баров, создающих узкие заливы, через которые проходит ограниченное количество морской воды. Второе необходимое условие - природный климат в районе залива. [4, с.59].

Рисунок 3.3. Никопольское месторождения марганцевых руд.Украина [15]

Месторождения железных руд -оз. Верхнее, Керчь, КМА, месторождения Тюрингии.

Месторождения марганцевых руд стран СНГ: Усинское, Никополь (см. рисунок 3.3).

Месторождения бокситов: Венгрия, Ямайка, Индия.

Месторождения радиоактивных, цветных и редких металлов - U, Cu, V, Mo, Sr, Ge (Мансфельд в Германии, Кольм в Швеции)[4, с.124].

В Республике Беларусь имеются значительные хемогенные осадочные месторождения.

Основными хемогенными полезными ископаемыми являются: калийные и каменные соли, гипс, доломиты.

Калийные соли.Калийные соли-основное минеральное богатство Беларуси, важнейший экспортный товар. Они залегают в Припятском прогибе и связаны с нижней и верхней солевыми толщами верхнего девона.

Основные месторождения калийной соли в Беларуси- Старобинское (запасы 2,7 млрд т) - разрабатывается, Петриковское (запасы 1,28 млрд т) и Октябрьское месторождения (запасы 637,2 млн т).

Общие промышленные запасы калийных солей - более 5 млрд т, по этому показателю Беларусь занимает 3 место в мире после Канады и России.

Промышленная добыча калийной соли была начата в 1961 году, сейчас годовая добыча калийных солей в Беларуси составляет около 20 млн тонн, из которых ежегодно производится более 8 млн т калийных удобрений.

Каменная соль.Каменная соль - одно из важнейших полезных ископаемых Беларуси. Ее ресурсы, приуроченные к девонским солевым толщам Припятского прогиба, практически неисчерпаемы.

В настоящее время разведаны три крупнейших месторождения: Мозырское, Старобинское и Давыдовское. Два первых эксплуатируются.

Суммарные запасы - около 22 млрд т.

Доломиты.Месторождения доломита в Беларуси расположены на Оршанской впадине, приурочены к девонским отложениям.Разведанное и разрабатываемое месторождение доломитов-Руба (Витебский район). Среднее содержание карбонатов около 94 %.

Месторождение разрабатывается открытым способом (карьер Гралево). Ежегодная добыча 3-4 млн т доломита. Основная продукция -доломитовая мука для известкования кислых почв.

Общие разведанные запасы месторождения составляют 755 млн т.

.3 Биогенные и биохимические осадочные месторождения

К биогенным и биохимическим относятся месторождения, образованные в результате жизнедеятельности и отмирания организмов в биосфере. При этом формируются месторождения известняков, диатомитов, доломитов, фосфоритов, серы, ванадия, урана, а также горючих полезных ископаемых - угля, торфа.

Месторождения угля, горючих сланцев, торфа являются результатом накопления и изменения органических остатков. Кроме того, многие морские организмы содержат ряд элементов в количествах, во много раз превышающих их содержание в литосфере. К таким элементам относятся P, Zn, Ge, Be, Sr, Mn, Br.

Полезные ископаемые биохимического и биогенного происхождения.

Фосфориты.Месторождения фосфоритов образуются за счет фосфора, содержащегося в остатках морских животных. Фосфориты - преимущественно морские породы, однако в редких случаях они могут образовываться и на суше, например в корах выветривания известняков в аридном климате. В морях они отчетливо тяготеют мелководным обстановкам: к шельфу и отмелям, а в общем, к тем участкам, где остатки организмов успевают в условиях открытой или закрытой по отношению к морской воде системы преобразоваться так, что входящие в их состав фосфаты не рассеиваются, а концентрируются в виде микроконкреций.Их накоплению способствовала массовая гибель живых организмов в связи с регрессией, трансгрессией моря, изменениями режима жизни.Установлена стратиграфическая приуроченность главных накоплений фосфоритов в венде - кембрии, перми, мелу.

Фосфориты делятся на 2 генетические группы: морские и континентальные. Среди морских выделяются следующие литогенетические типы фосфоритов: микрозернистые, зернистые, желваковые и ракушечные. Названия типам даны структурно-петрографические, но их различия гораздо более глубокие: они приурочены к разным геологическим формациям, концентрируются в разных фосфоритоносных провинциях.Месторождения формируются вблизи современных или древних краевых частей континентов.

Известно более 20 крупных рудоносных бассейнов. Основные провинции: Скалистых Гор, Восточно-Африканской береговой равнины, Русской платформы (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 Биохимическое месторождение фосфоритов [15]

Самородная сера. Самородная сера формируется в виде месторождений также биохимическим путем за счет микробов, способных восстанавливать сернистые соли до сероводорода.

Горючие полезные ископаемые.Ониобразуются из низших и высших растительных остатков, а также микроорганизмов.

Они представляют собой литифицированные концентрации углеродистого органического вещества: торф, лигнин, бурые, каменные угли, горючие сланцы.

Такие горючие полезные ископаемые как нефть, газ, а также ископаемый уголь образовались из отложений когда-то живших организмов под воздействием высокой температуры, давления и анаэробного разложения погребённых под слоем осадочных пород мёртвых организмов. Возраст организмов в зависимости от вида ископаемого топлива составляет, как правило, миллионы лет, а иногда превышает 650 миллионов лет. Более 80 % нефти и газа, которые используются в настоящее время, сформировались в наслоениях, которые образовались в мезозое и в третичный период между 180 и 30 млн лет назад из морских микроорганизмов, накопившихся в виде осадочных пород на морском дне.