СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД 1 Унаследованные минералы их

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД 1. Унаследованные минералы, их обломки, и/или обломки пород, существовавших до образования осадка: а) результат выветривания материнских пород, б) реже, продукт вулканических извержений. 2. Минералы, образовавшиеся химическим путем на различных этапах формирования породы: а) выпадение из растворов в момент накопления осадка и б) в процессе преобразования осадка в породу. 3. Остатки растений и животных, обитавших на месте отложения осадка или привнесенные в осадок

Породные компоненты

ПРИЗНАКИ ОСАДОЧНОЙ ПОРОДЫ • • • ТЕКСТУРА ПОРОДЫ СТРУКТУРА ПОРОДЫ УПАКОВКА И ПОРИСТОСТЬ ПРОНИЦАЕМОСТЬ РАЗМЕР ЧАСТИЦ СОРТИРОВКА ФОРМА ЗЕРЕН ОКАТАННОСТЬ ЗЕРЕН ПОВЕРХНОСТЬ ЗЕРЕН

Пористость определяется процентным соотношением порового пространства к общему объему породы и отвечает пространству породы, свободному от твердой минеральной фазы пористость может быть суммарная (общая) и эффективная пора

Проницаемость свойство породы, позволяющее прохождение флюидов без ущерба ее строению или смещению ее частей флюид высокопроницаемая порода низкопроницаемая порода

Терригенные обломочные, или реликтовые, компоненты представлены породообразующими и акцессорными терригенными разностями. Основной объем обломочных и частично глинистых пород слагают породообразующие аллохтонные, или аллотигенные, компоненты. аллохтонные АЛЛОТИГЕННЫЙ характер компонентов определяется по окатанности или угловатости зерен и обломков, указывающих обломков на способ и дальность их транспортировки.

Окатанность зерен это параметр, характеризующий остроту углов и краев обломков, слагающих осадочные породы. угловатая полуокатанная хорошо окатанная Окатанность есть функция всех геометрических свойств зерна (предел окатанности – шар) угловатая весьма угловатая субокатанная угловатая хорошо окатанная

Аллохтонные, или аллотигенные, минералы аллотигенные образуют определенные ассоциации, состав которых отражает состав пород питающей провинции или источника сноса обломочного материала. “Питающие провинции” – ПП (Мильнер, 1934), представляют совокупность пород, различных по происхождению и служащих источником обломочных минералов , формируя терригенноминералогические провинции (ТМП). Между собой ПП разграничены водоразделами. Соотношение ПП и ТМП. Питающие провинции, сложены: I – осадочными породами, II – гранитами, III – основными вулканитами. ТМП - простые (1, 2, 3), сложные (4, 5) и еще более сложные (6).

Устойчивость породообразующих минералов кварц, гидроксиды железа - ВЕСЬМА УСТОЙЧИВЫЕ мусковит, ортоклаз, микроклин, кислые плагиоклазы – УСТОЙЧИВЫЕ средние плагиокл. , пироксены, амфиболы, кальцит, доломит, глауконит – НЕУСТОЙЧИВЫЕ осн. плагиоклазы, биотит, гипс, ангидрит, сидерит, галит – ОЧЕНЬ НЕУСТОЙЧИВЫЕ Вблизи от источника сноса комплекс минералов обогащен неустойчивыми к переносу разностями, которые в процессе перемещения разрушаются. В удаленных от источников сноса областей образуются ассоциации, состоящие почти исключительно из устойчивых разностей.

АУТИГЕННЫЕ МИНЕРАЛЫ основная масса карбонатных, фосфатных, глиноземных, железных и марганцевых пород, цемент обломочных отложений, солей и конкреций Аллотигенные и акцессорные (терригенные) минералы - индикатор состава, положения и географических условий суши, Аутигенные - индикатор физико-химических, географических и биономических условий бассейна седиментации. Аутигенный характер минералов определяют: 1. форма и 2. размер зерен 3. степень их идиоморфности 4. строение и состав цемента 5. характер замещаемости обломочного компонента и другие. Идиоморфизм – способность кристаллов образовывать свойственную ему форму (кубическую – у солей, ромбоэдрическую – у доломита)

Аутигенные минералы образуют определенные парагенезисы, парагенетические ряды совместного или последовательного осаждения минералов, характерные для стадий накопления и преобразования осадка ОТЛОЖЕНИЯ Солеобразующих лагун Угленосные ПАРАГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЯДЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО И СОВМЕСТНОГО ОСАЖДЕНИЯ После выделения гипса происходит совместное осаждение каменной соли, гипса, ангидрита и полигалита В диагенезе совместно образуются пирит, каолинит, сидерит (подпочва угольного пласта), пелитоморфный кальцит и гидрослюды (морское мелководье), доломит, сидерит, гидрослюды, монтмориллонит (лагуны и заливы) Терригенные морские В диагенезе образуется последовательно глауконит шамозит сидерит пирит

ТЕКСТУРА ПОРОДЫ совокупность черт внутреннего строения, обусловленная пространственным взаимоотношением отдельных компонентов и их ориентировкой по отношению к поверхности напластования. Классифицируются по объектам (отдельный пласт, линза, поверхность наслоения, толща); 1. по генезису; 2. по отношению к слою; 3. по стадиям литогенеза, с которыми связано возникновение текстур. По генезису 1. биогенные (результат жизнедеятельности организмов) 2. абиогенные (текстуры механического происхождения, обусловленные перемещением влажного осадка) По отношению к слою 1. текстуры поверхностей напластования 2. внутренние По времени образования 1. седиментационные и 2. постседиментационные

Классификация текстур поверхностей напластования АБИОГЕННЫЕ 1. Знаки ряби БИОГЕННЫЕ Следы жизнедеятельности позвоночных (хищников, парнокопытных, птиц) 2. Трещины усыхания, мерзлотные и др. Следы жизнедеятельности ракообразных 3. Псевдоморфозы кристаллов растворимых солей, льда 4. Следы капель дождя, града Следы жизнедеятельности ползающих 5. Следы струй течений (червей, моллюсков) 6. Следы струй стеканий 7. Конусовидные образования эолового происхождения 8. Следы, оставленные влекомыми предметами 9. Знаки внедрения и оползания осадка 10. Знаки невыясненного происхождения (гиероглифы, Paleodictyon и др. )

Ископаемая рябь: 1. Эоловая рябь 2. Рябь течений 3. Волновая рябь 4. Перекрестная рябь Знаки ряби на кровле пластов: пластов I – Схема трех обычных типов следов ряби; II – Индекс ряби – число от деления длины волны ряби на амплитуду. Величины индексов ряби течения колеблются от <5 до 15. Для эоловой много выше, у волновой - от менее 5 до 8 или 10; III – Схематический разрез знака ряби.

Трещины усыхания (показатель супралиторальных обстановок) 03 mt, Р. Кожим, Приполярный Урал S 2 pd, Р. Кожим, Приполярный Урал Cовременная литораль, Багамы

Следы течений на плоскостях напластования а) в виде рельефных выпуклых образований (слепков), б) расположенные, как правило, в подошве слоя. в) наиболее типичные текстуры течений для турбидитовых осадков. А – с вытянутыми язычками; Б – бороздковой формы (механоглифы). Кунгурский ярус, Полярный Урал. Из коллекции В. А. Салдина.

Биогенные поверхностные текстуры 1. Следы жизнедеятельности различных организмов. 2. Форма и характер распространения следов варьирует от мелких отметок в местах отдыха плавающих организмов до следов, оставленных огромными пресмыкающимися (например, динозаврами). 3. Сохраняются на влажных преимущественно глинистых осадках в виде отпечатков лап, ног, следов ползания, зарывания, волочения хвостов.

Внутренние текстуры (текстуры середины пласта) 1. Крайне разнообразны. 2. Наиболее распространенными являются слоистые и массивные 3. Реже встречаются текстуры, связанные с жизнедеятельностью организмов, с оползневыми и другими явлениями. 4. По времени образования внутренние текстуры подразделяются на седиментационные и постседиментационные.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СЛОИСТОСТИ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД а-б - косая однонаправленная, с прямыми (а) и вогнутыми (б) слойками и с параллельными серийными швами в - косая разнонаправленная с клиновидными прямолинейными швами г-е - косоволнистая (с волнистыми ceрийными швами) однонаправленная (г), разнонаправленная (д), крупная и мелкая (е) ж-и - волнистая крупная, или мульдоо 6 разная (ж), мелкая волнистая с симметричной волной (з-показаны две серии) и с асимметричной волной и оползневыми складками (и) к-м - гoризонтальная волнистая (гoризонтально-волнистая, (к), полого косая (косогоризонтальная - л) и cтpoгo гoризонтальная непрерывная и прерывистая – м. (по: Фролов, 1992)

Основные параметры, параметры характеризующие элементы слоистости: мощность, латеральная протяженность и внутреннее строение слоя. Слой = пласт мощностью более 1 см, Слоек –менее 1 см. Слои 1 -5 см - очень тонкие 5 -60 см – тонкие 60 -120 см – толстые; Пласты более 120 см толстослоистые. По характеру расслаивания при той же мощности порода может быть листоватой, сланцеватой, плитчатой и массивной соответственно.

По особенностям рельефа ограничивающих плоскостей текстуры могут быть: Горизонтальные, Волнистые, Желваковые Конкреционные Горизонтальная слоистость (слойчатость) - накопление осадка при медленном равномерном движении водной среды или в состоянии ее покоя. Косая слоистость (слойчатость) - для песков, рыхлых зернистых материалов (= слоистость течения, диагональная слоистость, ложная слоистость). Быстрое осадконакопление, когда возникают склоны. Косую слоистость могут образовать знаки ряби при их миграции.

“Sequence Stratigraphy – Basics” C. G. St. C. Kendall

Градационная слоистость 1. Внутренняя слоистость, обусловленная изменением размера обломочного материала от грубого к тонкому от подошвы к кровле слоя. 2. Формирование их происходит в водных потоках при ослабевании его гидродинамической активности. 3. Градационная слоистость является наиболее выразительной чертой турбидитного осадоконакопления и склоновых образований любого типа осадков.

Таврическая серия, Горный Крым

Биогенные текстуры 1. Текстуры массивные и слоистые. 2. Текстуры места обитания, питания или ходы придонных илоедов (текстуры биотурбации). Эти текстуры нарушают первичную слоистость осадка. 3. Биотурбация чаще в глинистых и карбонатных илах, Это спокойные, но достаточно мелководные условия осадконакопления.

4. В осадках прибрежной зоны моря с четкой батиметрией ассоциаций ископаемых организмов и типичных следов их жизнедеятельн ости (Seilacher, 1967).

5. Слоистой биогенной текстурой является, в первую очередь, строматолитовая. Индикатор обстановок литорали

Деформированная и нарушенная слоистость Текстуры нагрузки и оседания, конседиментпационны е складки и брекчии; песчаные дайки и силлы. При синседиментационном или раннем диагенезе произошло гравитационное перемещение материала, с деформацией слоев нелитифицированного осадка и внедрение их в соседние пласты.

ТЕКСТУРЫ ПОСТСЕДИМЕНТАЦИОННЫЕ НАЛОЖЕННЫЕ - ранние сингeнетичные (а-д), диагeнетичные (е, ж), катагeнетичные (зк), гипергeнные (л) и метаморфические (м): а - комковатая, или кучерявая (результат проникновения корней растений) б - взмучивания, или темпеститовая (штормовая) в - подводно-оползневая и coлифлюкционная (направление оползания – справа налево) г - блюдцеобразная (следы мaccoвoгo выжимания воды) д - элювиальная (твердое дно или панцирь) е - скорлуповатая, колломорфная (одновременно это и структура) ж - конкреционная, или концентрическислоистая; з - фунтиковая, или "конус в конусе"; и - стилолитовая в известняках; к - замещения (со стороны вepxнeгo левoгo угла, например окремнение); л - кольца Лизегангa, подчиненные трещинами отдельности в песчаниках; м - сланцевая, на крыльях изоклинальной складки параллельная слоистости, а в замках

СТРУКТУРА ПОРОДЫ • определяется размером, формой и расположением слагающих ее составных компонентов (взаимоотношение зерен или других компонентов породы) СТРУКТУРА ПЕРВИЧНАЯ (кластическая) ВТОРИЧНАЯ (деформационная)

КОНФОРМНЫЕ СТРУКТУРЫ (приспособленность зерен друг к другу) 1. Гипидиоморфнозернистая, или гипидиоморфная, зерна - кристаллы, последовательность выделения которых выражается степенью их идиоморфизма: ранние более идиоморфны, поздние – приспосабливающиеся к оставшимся промежуткам; 2. Гипидиогранобластовая, или гипидиобластовая - вторичное происхождение при метасоматозе или перераспределении вещества в твердой породе, например при доломитизации известняков. 3. Гранобластовая, а в случае листоватой или волокнистой формы кристаллов лепидобластовая и фибробластовая – вторичная, кристаллы неидиоморфны, образуются при бластезе – росте кристаллов в твердой породе, раскристаллизации аморфного вещества или при перекристаллизации кремневых, карбонатных, глинистых и других пород (метагенез). 4. Механоконформнозернистая, или механоконформная - при механическом приспособлении зерен под давлением верхних слоев или при стрессе: более пластичные и менее крепкие зерна (слюды, обломки глин, сланцев, алевролитов и т. д. ) приспосабливаются к более прочным (кварц, часто плагиоклазы, обломки кварцитов, кремней), прилегая вокруг них плотно, без промежутков.

А – гипидиоморфная Б – гипидиобластовая с элементами биоморфной В – гранобластовая Г – лепидобластовая Д – фибробластовая Е – механоконформная

Неконформные структуры (несоответствие контуров у соседних зерен, зерна не заполняют поровое пространство, часть его остается свободным или выполняется цементом) 1. Цельноскелетные (биоморфные) – раковинные, или ракушняковые, биогермные; 2. Шароагрегатные, или сфероагрегатные в основном химического или биологического происхождения. Зерна сферические тела, состоящие из агрегатов мелких кристаллов или аморфные, сохраняющие свою первичную форму. Типичны – оолитовая, пизолитовая, онколитовая, бобовая, копролитовая. 3. Обломочные, или кластовые (кластические), структуры – сложены обломками кристаллов (кристаллокластовые), пород (литокластовые) и организмов (биокластовые).

Неконформные структуры (несоответствие контуров у соседних зерен, зерна не заполняют поровое пространство, часть его остается свободным или выполняется цементом) Ж – кластовая (обломочная); З – цельноскелетная (биоморфная); И – сфероагрегатная (оолитовая).

Размер зерен – вторая, а для обломочных пород – первостепенная сторона структуры. По размеру зерен или кристаллов все структуры делятся на: яснозернистые и скрытозернистые (= криптозернистые) и афанитовые (стекловатые) Граница между ними 0. 05 мм. С ней совпадает скачок свойств и в объектах – в породах: в более тонких осадках появляется связность, резко подскакивает высота капилярного поднятия и т. д. Форма зерен определяет ряд физических свойств пород и несет генетическую информацию. Первичная форма - по степени идиоморфности и изометричности, изометричности и по вторичным изменениям первичной формы - особенно в обломочных породах, – по окатанности, корродированности и регенерированности. Идиоморфность отражает первичную форму и степень ее выраженности; изометричностъ – степень физической анизотропии и тесно связана с текстурой зерна или со спайностью: изометричные, удлиненные, уплощенные и удлиненно-уплощенные.

Размер зерен по наибольшему диаметру зерна (визуально) – общепринятая шкала по размеру поперечных сечений мелких зерен – визуально в шлифе по размеру сита – механический анализ по скорости осаждения – по закону Стокса Измерения размеров гальки Песчаники: Крупнозернистые 1, 0 -0, 5 мм Среднезернистые 0, 5 -0, 25 мм Мелкозернистые 0, 25 -0, 05 мм Тонкозернистые 0, 0, 5 -0, 10 мм По скорости осаждения и по размеру частицы подразделяются: Глинистая фр. < 0. 001 мм 0, 001 -0, 002 мм 0, 002 -0, 005 мм Глинисто-алевритовая 0, 005 -0, 01 мм

Сортировка количественные соотношения частиц различной размерности: хорошо сортированные – преобладают зерна единой размерности. плохо сортированные – в породе присутствуют зерна различной размерности 0. 35 -0. 69 0. 5 -0. 77 1. 00 -1. 16 2. 00 -2. 08

Форма, поверхность зерен • • Уплощенная или таблитчатая Равноосная Трехосная (параллелепипедальная) Удлиненная Гляциальные осадки, Ottawa, Canada Пляжевые пески, Sierra-Leone, West Africa Пустынные песчаники, Saudi Arabia Зерна кварца (SEM) различных современных обстановок

ЦЕМЕНТ Структура цемента и его соотношение с зернами – важный показатель структур. По строению цемента выделяют : ТИПЫ ЦЕМЕНТОВ ПО КОЛИЧЕСТВЕННОМУ СООТНОШЕНИЮ ОБЛОМКОВ И ИХ УКЛАДКЕ. А – базальный Б – базальный В – поровый Г – пленочный равномерно и неравномерно распределенный Д – пленочный при рыхлой укладке при плотной укладке (без пористости); Е – контактный (со значительной пористостью) (по Фролов, 1993)

ТИПЫ ЦЕМЕНТОВ ПО ВЗАИМООТНОШЕНИЮ ЦЕМЕНТА С ОБЛОМКАМИ И ЕГО УКЛАДКЕ А – крустификационный (= обрастания) Б – регенерационный (= нарастания) В – прорастания, или пойкилитовый Г – коррозионный, или разъедания Д – цементации вдавливания Е – цементации по микростилолитовым контактам растворения (по Фролов, 1993).

ПРИЗНАКИ Количество цемента и соотношение его с обломочными зернами Равномерность распределения ТИПЫ Базальный (количество зерен и цемента соизмеримы) Поровый (зерен больше, чем цемента) Соприкосновения или контактовый (зерна значительно преобладают над цементом) Равномерный Неравномерный – сгустковый или пятнистый Неориентированный и ориентированный: Ориентировка частиц цемента по отношению к обломочным зернам Состав Однородность состава ПЛЕНОЧНЫЙ (частицы цемента параллельны каждой точке обломочного зерна, т. е. его контуру); КРУСТИФИКАЦИОННЫЙ (частицы цемента перпендикулярны каждой точке обломочного зерна, т. е. его контуру); РЕГЕНЕРАЦИОННЫЙ ИЛИ НАРАСТАНИЯ (цемент имеет состав, аналогичный обломкам зерен и одинаковую с ними оптическую ориентацию) Глинистый, карбонатный, железистый, гипсовый Однородный , смешанный Степень кристалличности Аморфный Неперекристаллизованный (тонкозернистый) Перекристаллизованный: а) МОЗАИЧНЫЙ (величина кристаллов цемента сопоставима с величиной обломочных зерен); б) ПОЙКИЛИТОВЫЙ (кристаллы цемента крупнее зерен и включают их в себя) Стадия образования и последовательность выделения Сингенетический (седиментационный) Эпигенетический (аутигенный различных генераций)