Геологическая деятельность моря Образование осадочных горных пород

Геологическая деятельность моря. Образование осадочных горных пород

• В Мировом океане, занимающем 70, 8 % площади Земли, содержится 1, 4 млрд. м 3 воды. • Этого количества достаточно, чтобы покрыть всю поверхность планеты слоем воды в 3795 м.

Мировой океан Океаны Котловинные Моря Эпиконтинентальные

Геологические процессы в морях и океанах: • Разрушение, или абразия (от лат. «абрадо» брею, соскабливаю) горных пород, слагающих берега и дно; • Перенос и сортировка продуктов разрушения и материала, поступающего с суши; • Накопление, или аккумуляция, различных осадков.

Денудация и осадконакопление разрушение горных пород, - перенос поступающего в водоем обломочного и растворенного материала, - образование морских осадков

Литогенез (от «литос» камень и «генезис» ) – процесс образования осадочных горных пород – состоит из двух стадий: 1) седиментогенез (осадконакопление) 2) диагенез (превращение осадков в горные породы)

Факторы геологической деятельности морей и океанов • Рельеф дна, глубина, удаленность от берегов; • Подвижность земной коры водных бассейнов; • Температура и соленость вод; • Насыщенность газами; • Органический мир.

Рельеф дна океанов Крупнейшие элементы в строении дна океанов: подводные континентальные окраины; ложе океанов; срединно океанические хребты глубоководные желоба

Континентальные окраины

Ложе океанов Занимает более 50% площади океанов Располагается на глубинах 3, 5 – 6 км Состоит из глубоководных котловин, подводных хребтов и возвышенностей

Срединные океанические хребты Протягиваются во всех океанах Имеют ширину до 3000 км Возвышаются над ложем на 2 4 км Вулканически активны

Глубоководные желоба

Соленость морской воды • в среднем равна 35 %Ο с колебаниями от 32 до 39 °/оо; • Самая соленые участки мирового океана – Красное море 43 °/оо,

Соленость воды в мирового океана

Состав солей • 99, 98 % морских солей составляют хлориды, сульфаты, бикарбонаты, бромиды, фториды, бораты. • В водах с нормальной соленостью подавляющая часть растворенного вещества приходится на долю хлористого натрия (78, 32 %) и хлористого магния (9, 44 %). • Сульфаты представленны Mg. SО 4, Ca. SО 4, K 2 SО 4 и составляют всего 11, 94 %; на долю всех других солей приходится 0, 3 %. • Основные металлы морской воды — Na, Mg, Ca, К, Sr.

• в морской воде имеются биогенные элементы С, Н, N, P, Si, Fe, Mn, микроэлементы (Zn, Pb, I и др. ) органическое вещество; • общее содержание солей Мирового океана 5 • 1016 т; • на каждый квадратный метр ложа океана приходится 330 т. Этого количества солей хватило бы покрыть всю сушу слоем в 150 м.

• Между морем и сушей существует постоянный солеобмен. Воздушные потоки уносят с поверхности моря примерно 5 • 108 т солей в год, из которых около 96 % возвращаются с атмосферными осадками, а остальные приносятся реками.

Газовый режим • В 1 л поверхностного слоя морской воды растворено 50 мл углекислого газа, 13 мл азота, 2 8 мл кислорода и небольшое количество аргона и других газов.

• В водах Мирового океана растворено около 140 трлн. т углекислоты, что в 60 раз больше ее количества, содержащегося в атмосфере. • Объясняется это повышенной растворимостью угле кислого газа в морской воде. • Кислорода в воде растворено всего 8 трлн. т, т. е. в 130 раз меньше, чем содержится в атмосфере (до 4 мг/л).

• CO 2 растворяется в H 2 O при этом образуется угольная кислота CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 Эта кислота двухосновная и диссоциирует ступенчато: H 2 CO 3 ↔ H+ + [HCO 3] ↔ H+ + CO 32 , CO 32 + Сa 2 ↔ Ca. CO 3

• Растворение газов в морской воде — процесс обратимый. • Растворимость газов зависит от температуры воды. При ее повышении образуется избыток газов и последние могут выделиться в атмосферу.

Температура морской воды • Основная причина колебания температуры морских и океанских вод — климатическая зональность, которая нарушается теплыми и холодными морскими течениями. • В придонных слоях температура морской воды постоянна в пределах от 0 до +3 °С.

Температура воды в Мировом океане

Движение морской воды • Ветровое волнение, цунами, приливы и отливы, морские течения обусловливают перемещение океанских вод. • Высота приливов может достигать 18 м, скорость морских течений 15 20 м/мин.

• Особую роль играют мутьевые, или суспензионные, потоки, которые возникают на континентальных склонах, покрытых иловатыми осадками. • Эти потоки образуются за счет землетрясений, волн цунами и движутся по дну на огромные расстояния, не смешиваясь с морской водой.

Живые организмы океана • Органический мир. Население моря включает более 300 тыс. видов животных и растений (на суше их примерно в 100 раз больше), которые дают в год около 500 млрд. т биомассы ( на суше – 6250 млрд. т). • В образовании горных пород принимает участие только 0, 4 % этого вещества. Тем не менее именно из морских осадков образовалась большая часть органогенных горных пород.

Живые организмы морей и океанов В зависимости от от солености вод: температуры вод: условий обитания стеногалинные в толще воды: теплолюбивые организмы планктонные (беспозвоночные (от греч. «стенос» нектонные с карбонатным узкий, «галинос» бентосные скелетом) соленость) (донные) холоднолюбивые эвригалинные (беспозвоночные (от греч. «эврис» с опаловым широкий) скелетом)

Планктонные организмы Фораминиферы (Ca. CO 3) Радиолярии (Si. O 2 n. H 2 O) Диатомеи (Si. O 2 n. H 2 O) Кокколитофориды (Ca. CO 3)

Климат

Морская абразия • Горные породы разрушаются морем благодаря постоянному движению морской воды, обусловленному волнениями, морскими течениями, приливами и отливами.

• Во время штормов волны оказывают на горные породы, слагающие берег, давление, превышающее 0, 1— 0, 2 МПа. Ударная сила волн значительно увеличивается. благодаря многочисленным обломкам, которые вместе с волнами ударяются о берег

Типы морских берегов Абразионные берега Аккумулятивные берега

Главные источники осадконакопления в Мировом океане • Терригенный материал (от terra – земля) • Органогенные и хемогенные отложения 28 млрд. т в год 2 млрд. т в год

• Осадочная горная порода – геологическое тело, образующееся из продуктов разрушения и химического преобразования горных пород, а также в результате химического осаждения веществ и жизнедеятельности организмов.

Типы морских осадков • Терригенные (обломочные) – за счет разрушения горных пород суши и сноса их в моря, • Биогенные (органогенные) – за счет скоплений остатков организмов на дне морей, • Хемогенные – за счет осаждения веществ химическим путем, • Вулканогенные – за счет продуктов извержения подводных и надводных вулканов, • Ледниково морские – за счет таяния шельфовых льдов и айсбергов, • Полигенные – за счет действия нескольких факторов.

Структура терригенных отложений Структура Величина обломков, мм Рыхлые Сцементированные угловатые окатанные Пелитовая <0, 0 1 Валунный конгломерат Щебень Галька, галечник Брекчия Галечный конгломерат Дресва Гравий 2 0, 5 Крупнозернистый песок Крупнозернистый песчаник 0, 5 0, 25 Среднезернистый песок Среднезернистый песчаник Мелкозернистый песок Мелкозернистый песчаник 0, 1 0, 05 Крупнозернистый алеврит Крупнозернистый алевролит 0, 05 0, 025 0, 1 0, 01 Глыбовая брекчия Среднезернистый алеврит Среднезернистый алевролит 0, 025 0, 01 Алевритовая (пылеватая) Валун 100 10 2, 0 0, 1 Глыба 0, 25 0, 1 Псаммитовая (песчаная) >100 10 2 Псефитовая (грубообломочная) >2 Название породы Мелкозернистый алеврит Мелкозернистый алевролит Глина Гравийный конгломерат Аргиллит

Донные илы – начальная стадия образования многих осадочных горных пород Ил – тонкозернистый водонасыщенный рыхлый осадок современных водоемов. По происхождению илы разделяются на: терригенные, биогенные, хемогенные, вулканогенные, полигенные.

Группы морских осадков Зоны осадконакопления литорали – зоны приливов и отливов батиали – сублиторали – зоны континентального шельфа склона и подножия абиссали – зоны ложа океана

Осадки литорали (зоны приливов и отливов) гравий галька песок ракушечник россыпь глина

Мангры или мангровые болота, растительность прибрежных участков тропических и субтропических морей. Растения мангры обитают в осадочной прибрежной среде, где в местах, защищенных от энергии волн, скапливаются глинистые осадки, часто с высоким содержанием органики. Мангры Флориды Мангры Индии Мангровые илы Мангры Австралии

Осадки сублиторали (шельфа)

Образование глинистых осадков на шельфах экваториального пояса

ракушечник Известняки органогенные детритовый коралловый фузулиновый нуммулитовый брахиоподовый

Коралловые рифы

Хемогенные осадки шельфа Железные руды известковый туф Марганцевые руды кристаллический известняк оолитовый известняк боксит Хемогенное осадкообразование в море

Фосфориты осадочные глинисто песчаные породы, богатые аморфным фосфатом кальция Ca 5(PO 4)3 Cl, F, OH

Образование фосфоритов

Осадки батиали илы терригенные органогенные «синий» ил «красный» ил «желтый» ил «зеленый» ил карбонатные фораминиферовые, птероподовые кремнистые диатомовые

Глауконит Минерал K(Mg, Fe, Al)2[Al. Si 3 O 10](OH)2 группы глинистых силикатов, имеющий очень изменчивый химический состав. Образует землистые агрегаты, зерна неправильной формы в песчаных и глинистых породах. Часто встречается в песках, образуя глауконитовые пески. Цвет всегда зеленый, но разных оттенков.

Планктонные организмы батиали Фораминиферы (Ca. CO 3) Птероподы (отряд Крылоногие) (Ca. CO 3) Лимацина Диатомеи (Si. O 2 n. H 2 O) Кокколитофориды (Ca. CO 3)

Образование флиша глина алеврит песок галька Флиш (от нем. «течь» ) – осадочные толщи, сложенные турбидитами ритмично повторяющимися толщами терригенных осадков (циклитов) от гальки и гравия внизу до алевритов и глин в вехней части

Распространение карбонатных илов в Мировом океане

Формирование кремнистых органогенных илов

Формирование «красных» глубоководных глин

Области широкого распространения железомарганцевых конкреций В конкрециях содержится более 30 химических элементов. Это важнейшие потенциальные рудные ресурсы человечества.

Образование эвапоритов в солеродных бассейнах Соли современных лагун

Общее распределение осадков на дне Мирового океана • 1. Широтная климатическая зональность, соответствующая климатической зональности суши. Выделяют: 2 ледовые зоны (сереная и южная), 3 гумидные зоны ( 1 экваториальная и 2 умеренных широт), 2 аридные зоны (северная и южная).

Большая часть осадков накапливается в гумидных зонах. • 2. Наблюдается возрастание мощности осадков с приближением к континенту, являющемуся поставщиком осадочного материала. • 3. Существует вертикальная зональность – с увеличением глубины уменьшаются размеры частиц и количества биогенного материала.

Типы океанических осадков

Диагенез (от греч. «перерождение» ) – превращение рыхлого осадка в плотную осадочную горную породу, т. е. окаменение осадков.

Процессы диагенеза • Растворение и удаление малоустойчивых минералов • Образование новых минералов • Перераспределение веществ, метасоматоз, образование псевдоморфоз халцедон (c) и кварц (q), замещающие кальцит

Процессы диагенеза • Уплотнение и уменьшение влажности осадков • Цементация • Перекристаллизация вещества, образова ние конкреций

Результаты диагенеза Песок Гравийник органогенный Торф Песчаник Известняк органогенный Уголь

Катагенез • изменение осадочных пород под влиянием давления вышележащих толщ, повышения температур с глубиной, подземных вод с растворенными в них солями и газами. • Накапливаются кальцит, марказит, пирит, халцедон и др.

Метагенез • Растворение, перекристаллизация, метасоматоз. • Метагенез – начальная стадия метаморфизима. • При метагенезе: – Песчаник превращается в кварцит, – Известняк превращается в мрамор.