Крашенинников Г.Ф. Учение о фациях. Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

Основной перенос осадочного материала осуществляется ре-

ками, причем мигрирует вещество в виде растворов (в ионной

форме), в виде взвесей и путем перекатывания обломков по дну.

Осаждение происходит частично по пути переноса (делювий,

пролювий, аллювий), но больше в озерах, а еще больше выно-

сится в море, т. е. уходит за пределы континента. Легко раство-

римые и биологически инертные соединения (NaCl, CaSO

, KCl,

MgSO

и др.) в гумидной зоне почти не дают осадков. Таким

образом, для гумидного литогенеза характерна неполнота осаж-

дения поступающего в водоемы этой зоны материала.

Осадки, возникающие в гумидной зоне, очень разнообразны —

галечники, пески, алевриты, глинистые и карбонатные илы, тор-

фяники, сапропелевые илы и другие осадки, образованные орга-

низмами: различные биогенные известковые и кремневые илы.

Более или менее длительная водная обработка приводит к

механической сортировке материала. В осадках делювия и про-

лювия она еще слабая, в речных отложениях вполне отчетлива,

особенно в низовьях равнинных рек, и наиболее отчетливо выра-

жена в озерах и в прибрежной зоне моря (сортирующее дейст-

вие прибоя).

Для гумидного литогенеза характерны также высокие кон-

центрации ряда элементов: железа, марганца, алюминия. Рудо-

образование происходит частью в коре выветривания (железные

руды, бокситы, каолины), частью на путях переноса осадочного

материала (россыпи золота, платины, алмазов и т. д.), в озерах

(осаждение руд железа и алюминия), но главным образом в

прибрежных зонах морей.

Аридный тип литогенеза распространен в областях засуш-

ливого климата. Аридные зоны расположены к северу и югу от

тропической влажной зоны (см. рис. 8). Климатическая поясность

здесь значительно нарушается рельефом. Последний осложняет

морфологию зон, разрывая их на отдельные куски, иногда даже

вытянутые не в широтном, а в меридиональном направлении (пу-

стыни в Чили и к югу от нее).

Для аридных процессов характерно ослабление миграции

элементов в коре выветривания. Из нее почти не вымываются

железо, марганец, алюминий и др. Следовательно, в осадках

прекращается формирование железных, марганцевых и алюмини-

евых руд. Для районов с засушливым климатом характерно от-

сутствие лесного покрова, болота встречаются редко. А это

значит, что среди отложений аридных зон мало углей и элементов,

связанных с органическим веществом (германий, гафний и др.).

Внутриконтинентальные водоемы аридной зоны бессточны;

они улавливают весь поступающий материал, в том числе и рас-

творенные вещества, поэтому они, как правило, осолонены. На

территории СССР примером таких озер могут служить озера

Казахстана: Балхаш, Тенгиз, а также Аральское море, располо-

женное у самой северной границы аридной зоны и поэтому от-

носительно слабо осолоненное. На слабую соленость Аральского

моря влияет и обильный приток пресных вод, вносимых Амударь-

ей и Сырдарьей. В подобных водоемах при сохранении аридно-

сти климата соленость с течением времени возрастает и может

начаться, даже внутри континента, выпадение химических осад-

ков:

карбоната кальция, доломита, затем гипса, а в заключи-

тельную стадию — наиболее растворимых галоидных солей.

Осолонение континентальных водоемов аридной зоны ведет

к падению роли организмов в осадконакоплении. Зато усили-

вается роль химических осадков и среди них появляются все

новые компоненты по сравнению с теми, которые участвовали в

осадкообразовании гумидной зоны, а именно сульфаты и хлори-

ды натрия, калия, кальция, магния.

Механическая дифференциация осуществляется главным об-

разом движущейся водой. Недостаток воды в районах с арид-

ным климатом приводит к тому, что механические осадки здесь

часто плохо или даже совсем не сортированы. С другой стороны,

в этих областях увеличивается роль ветра как агента переноса

и дифференциации. Ветер перерабатывает осадки аридных зон и

сортирует их (некоторые пески пустынь).

Классификация континентальных отложений. До сих пор еще

нет общепринятой классификации континентальных отложений,

хотя многие исследователи занимались этим вопросом. Сущест-

вуют схемы, предложенные В. А. Обручевым (1932), Н. И. Ни-

колаевым (1946), Е. В. Шанцером (1950, 1966), Л. Д. Белым

(1951) и некоторыми другими. Приведем здесь только одну из

них, схему Шанцера (1966).

Если сравнить классификацию Шанцера (табл. 1) со схема-

ми,

предложенными другими авторами, то можно заметить, что

основные группы в них обычно совпадают. Это позволяет принять

следующую группировку континентальных отложений:

1—элю-

виальные образования; 2 — отложения на склонах и у их под-

ножий (коллювиальная группа); 3 — пролювиальные отложения;

4 — речные (аллювиальные) отложения; 5 — озерные отложения;

6 — отложения источников и карстовых полостей; 7 — леднико-

вый комплекс; 8 — отложения пустынь; 9 — наземные вулканиче-

ские отложения.

Каждая из этих групп включает иногда несколько генетиче-

ских типов (например, ледниковый комплекс), иногда один тип

(например, пролювиальные отложения). Во всяком случае гене-

тические типы внутри группы всегда связаны тесными парагене-

тическими соотношениями. Выявление парагенезов есть главное

основание как для правильного генетического истолкования от-

дельных членов группы, так и для обоснованного выделения все-

го парагенеза в целом.

Схема классификации генетических типов континентальных осадочных

образований

(по Е. В. Шанцеру, 1966, с небольшим сокращением)

Парагенетический ряд

Парагенетйческая группа

и подгруппа

Генетический тип

I. Элювиальный

(ряд коры вывет-

ривания)

II.

Склоновый (кол-

лювиальный)

А. Гравита-

ционная группа

JIl.

Водный (акваль-

ный)

IV. Подземноводный

(субтерральный)

V. Ледниковый (гля-

циальный)

А. Группа почв

Б. Группа собственно коры

выветривания

а) подгруппа

коллювия обру

шения

б) подгруппа

коллювия спол-

зания

Б. Делювиальная группа

(коллювий смывания)

А. Группа отложений русло-

вых водных потоков

(флювиальная)

Б. Группа озерных отложе-

ний (лимническая)

А. Группа отложений пе-

щер (субтерральная)

Б. Группа отложений источ-

ников (фонтанальная)

А. Группа собственно лед-

никовых отложений

(гляциальная)

Б. Группа вод-

ноледниковых

отложений

(аквогляциаль-

ная)

VI.

Эоловый (ветро-

вой)

Почвы

Автохтонные

ники

Элювий

торфя-

а) подгруппа

ледниково-реч-

ная (флювио-

гляциальная)

б) подгруппа

ледниково-озер

ная (лимногля-

циальная)

А. Группа эоловых песков

Б. Группа эоловых лёссов

Обвальные накопле-

ния

Осыпные накопления

Оползневые накопле-

ния

Солифлюкционные

накопления

Делювий

Аллювий

Пролювий

Озерные отложения

Пещерные отложения

Туфы и травертины

Основные морены

Краевые морены

Внутриледниковый

тип

Приледниковый (пе-

ригляциальный)

тип

Озерно-ледниковые

(лимногляциальные)

отложения

Эоловые пески

Эоловые лёссы

2 Г. Ф. Крашенинников

ГЛАВА IV

ЭЛЮВИАЛЬНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ

Элювием

(лат. eluere — вымывать) называют уцелевшие

на месте своего формирования продукты выветривания горных

пород. Очень характерным примером элювиальных образований

служит кора выветривания.

Между понятиями «элювий» и «кора выветривания» нет чет-

кой разницы. Разные исследователи по-разному определяют элю-

вий и кору выветривания. Мы под «элювием» будем понимать

все вообще продукты выветривания (физические и химические),

оставшиеся на месте своего образования, а под «корой вы-

ветривания»— сложно построенный элювиальный профиль, об-

ладающий при типичном развитии рядом характерных приз-

наков.

Выветривание. Процессы выветривания очень разнообразны

и сложны. Суть их такова. Горные породы, оказываясь при

размыве вышележащих слоев или в результате других геологи-

ческих причин около земной поверхности, испытывают влияние

иных физико-химических условий. Эти новые условия нарушают

физико-химические равновесия, установившиеся на глубине меж-

ду веществом горных пород и окружавшей их средой. Выветри-

вание и есть по существу реакция горных пород на новые для них

условия. Оно направлено к установлению нового подвижного

равновесия между веществом горных пород и окружающей их на

дневной поверхности средой. Иными еловыми, выветривание есть

преобразование вещества горных пород в поверхностных усло-

виях. Процессам выветривания могут подвергаться и рыхлые

осадки, если они попадают в условия, отличные от тех, в которых

они образовались.

Выветривание ведет к изменению механических особенностей

горных пород и сложившихся в них химико-минеральных соот-

ношений, к появлению новых свойств и новых минеральных ас-

социаций, соответствующих поверхностным физико-химическим и

термодинамическим условиям. Поскольку в ходе выветривания

не только уничтожаются прежние химико-минеральные соотно-

шения, но и создаются новые, то неправильно говорить о выве-

тривании лишь как о процессе разрушения пород, как это иногда

принято; выветривание есть также и созидательный процесс.

Различают, как известно, два главных вида выветривания:

физическое и химическое; иногда отдельно рассматривают био-

логическое выветривание. Механическое выветривание — это раз-

дробление (дезинтеграция) пород; химическое выветривание

представляет собой гораздо более сложный комплекс процессов,

главными из которых являются окисление, гидратация, вынос

катионов, обескремнивание, взаимодействие и накопление окис-

лов алюминия, кремния и железа. Все виды выветривания тесно

связаны друг

другом,

но

идут

разной интенсивностью

и с

разным относительным значением

зависимости

от

конкретных

условий среды.

На характер процессов оказывает влияние,

как это

показал

еще

В. В.

Докучаев, состав материнских пород, климат, рельеф,

органический

мир.

Особенно велика

выветривании роль кли-

мата. Разнообразные сочетания перечисленных факторов обус-

ловливают сложность

многообразие хода выветривания,

следовательно

образующихся продуктов.

Поскольку процессы выветривания дают начало продуктам,

из которых образуется большая часть осадочных пород,

оса-

дочные породы

свою оче-

редь могут подвергаться

выветриванию,

то ход по-

верхностных процессов мож-

но выразить

виде схемы,

представленной

на рис. 9.

Кора выветривания.

Ко-

ра выветривания — это

зако-

номерно построенный про-

филь, развивающийся

на

материнских породах путем

преобразования

их под

вли-

янием поверхностных аген-

Рис. 9.

Большой цикл поверхностных

ТОВ.

процессов

(по Б. Б.

Полынову,

1935)

Некоторые исследовате-

ли,

например

И. И.

Гинзбург, выделяют, кроме первичных

(или

остаточных)

кор

выветривания,

так

называемые вторичные коры,

представляющие собой перенесенные

переотложенные продук-

ты первичной коры.

этом случае, однако, кора выветривания

утрачивает непосредственную связь

материнскими породами,

а следовательно, теряет один

из

самых характерных своих при-

знаков. Такие переотложенные продукты

не

следует называть

корой выветривания.

Типично развитая кора выветривания формируется длитель-

ное время

является своеобразным остаточным образованием,

сильно отличающимся

от

других генетических типов континен-

тальных отложений.

К ней не

применимо выражение «отложе-

ния».

Кора выветривания

— это не

результат отложения мате-

риала,

оставшиеся

на

месте своего образования продукты

физического

химического разложения материнских пород.

Поэтому правильнее

по

отношению

коре выветривания

(и во-

обще

элювиальным продуктам) употреблять выражение «оста-

точные образования». «Остаточные» потому,

что они

остались

на месте своего образования, хотя

по

механическим свойствам,

по химическому

минеральному составу могут сильно отличать-

ся

от

материнских пород.

Кора выветривания обладает рядом характерных признаков,

главные из которых следующие:

Генетически она тесно связана с подстилающими материн-

скими породами. Эта связь выражена как в особенностях соста-

ва, так и в том, что часто кора выветривания, особенно в нижних

горизонтах, сохраняет структуру и текстуру материнских пород,

хотя состав у нее может быть уже совсем другой.

Разница между составом коры выветривания и материн-

скими породами нарастает снизу вверх. На некотором расстоя-

нии от основания может оказаться, что в коре выветривания со-

всем нет минералов материнских пород.

Кора выветривания имеет более или менее отчетливо выра-

женное зональное строение: в разрезе выделяется ряд зон или

горизонтов, различающихся по химическому и минеральному со-

ставу, а нередко и по физическим свойствам, цвету, плотности,

структуре и др. Если кора выветривания содержит какое-либо

полезное ископаемое, то обычно оно не распределено равномерно

по всему разрезу коры, а преимущественно или целиком приуро-

чено к определенным ее горизонтам.

Зональное строение коры связано с сложными процессами

формирования коры и, в частности, со стадийностью ее разви-

тия:

определенным стадиям соответствует и образование опре-

деленных зон (горизонтов) в разрезе. Обычно наблюдается упро-

щение состава коры выветривания снизу вверх по разрезу: более

высокие ее зоны имеют более простой состав, чем нижележащие.

Минеральный состав коры выветривания очень разнообра-

зен,

но самым характерным для него является преобладание гли-

нистых минералов. Именно они, будучи продуктом поверхностных

физико-химических условий, оказываются здесь устойчивыми и

поэтому играют такую большую роль не только в коре выветри-

вания, но и среди осадочных пород вообще.

Последовательное образование глинистых минералов из ми-

нералов материнских пород, а затем их изменение по мере раз-

вития элювиального процесса является одной из причин зональ-

ного строения кор выветривания. Некоторые горизонты коры,

особенно верхние, иногда целиком сложены глинистыми минера-

лами. В частности, для многих кор выветривания на территории

Советского Союза характерны гидрослюды, каолинит, галлу-

азит, монтмориллонит, гидрохлориты и другие глинистые мине-

ралы.

На рис. 10 показано изменение минерального состава мате-

ринских пород (аргиллитов и песчаников среднего карбона) в

различных зонах коры выветривания в Донецком бассейне. Из

данных рисунка видно, как по-разному ведут себя при этом от-

дельные минералы: содержание одних постепенно уменьшается

и в верхних зонах они совсем исчезают (полевые шпаты, слюды),

другие проходят через весь профиль, но в некоторых зонах их

Рис. 10. Изменение минерального состава

пород среднего карбона Донецкого бассей-

на при выветривании (по П. С. Самодуро-

ву,

1952)

Рис. 11. Распределение минералов по зонам коры выветривания

одного из участков в районе Курской магнитной аномалии

(по С. Г. Вишнякову и В. И. Сиротину, 1967)

содержание возрастает (гидрослюды

и др.);

наконец, третьи

впервые появляются лишь

верхних зонах коры (гидрогетит

др.)-

Известны случаи, когда

ни

один

из

минералов материн-

ских пород

не

встречается

верхних горизонтах коры выветри-

вания.

таких случаях

ее

верхние зоны целиком состоят

из

новообразованных минералов

(рис. 11).

Очень сложные изменения минерального состава происходят

при выветривании изверженных пород

тропическом климате.

ИЛИ'MA

холод

нь-и.

Сухой 3 л а ж н biа

гранит габбро серпентинит гранил габбро серпентинит

Рис.

12. Зависимость профиля выветривания различных

пород от климата (по материалам музея Землеведения

МГУ):

—

гранит;

2 —

габбро;

S —

серпентинит. Зоны профиля вывет-

ривания;

4 —

дресвянистая;

5 —

гидрослюдистая:

6 —

магнезито-

вая,

7 —

гидрохлоритовая,

8 —

карбонатная,

9 —

нонтронито-

опаловая, IO

—

нонтронитовая,

// —

монтмориллониговая,

12 —

каолинитовая. 13

—

каолинито-гиббситовая,

14 —

охристая,

/5 —

бурожелезняковая шляпа

Мощность кор выветривания меняется в широких пределах:

иногда она достигает нескольких сотен метров, а чаще всего

от единиц до нескольких десятков метров.

На рис. 12 схематично показано влияние климата и состава

материнских пород на строение коры выветривания. В левой

половине рисунка помещены результаты выветривания в сухом

климате, а в правой половине — во влажном климате. Горизон-

тальные ряды соответствуют холодным, умеренным и жарким

условиям. В качестве материнских пород взяты три существенно

разные породы: гранит, габбро и серпентинит. Минимальная

мощность коры и самое простое ее строение типичны для холод-

ного климата. В сухих условиях при этом развивается только

маломощная дресвянистая (щебнистая) зона без заметных при-

знаков химического разложения. Во влажном холодном климате

(наверху справа) кора также маломощна, но затронута процес-

сами химического разложения, поэтому на разных материнских

породах она получается разной.

В умеренном климате, а особенно в жарком и влажном, кора

выветривания оказывается гораздо более сложной, на разных

материнских породах она развивается существенно по-разному,

и в ней иногда выделяется до 5 различных горизонтов (зон).

Обычно на гранитах развивается кора выветривания каолиново-

го состава, на основных породах (диабазы, габбро) — в составе

коры участвуют железистые монтмориллониты и красные каоли-

ны,

на серпентинитах — нонтрониты и охры. Надо отметить, что

в разных условиях климата и рельефа профили выветривания

одних и тех же пород могут иметь существенно разный состав

и строение.

В качестве примера хорошо развитой коры выветривания

приведем профиль коры пород основного состава охристо-гли-

нистого типа. Этот тип коры известен в ряде мест на кристалли-

ческом фундаменте Русской платформы, на Урале и в других

областях (Разумова, 1967).

На материнской породе, представленной диабазовым порфи-

ритом, располагаются следующие зоны (снизу вверх):

1. Зона начального разложения. В ней происходит главным образом ме-

ханическое разрыхление породы и начинается гидратация первичных мине-

ралов.

2. Гидрохлоритовая зона. В ней первичные минералы уже сильно разло-

жены:

цветные минералы (пироксены, амфиболы и др.) замещаются глинисты-

ми продуктами гидрохлоритового состава, а полевые шпаты — монтмориллони-

том,

который вверх по разрезу в той же зоне замещается каолинитом.

3. Охристо-глинистая зона. Внизу она часто пятнистая благодаря чередо-

ванию обохренных и необохренных участков, а вверху красноцветная. По

минеральному составу в ней иногда выделяют две подзоны. В нижней подзоне

происходит окисление и дальнейшая гидратация хлоритов, развивается гидро-

гематит. В верхней подзоне продолжается развитие гидрогематита и появляет-

ся гиббсит, т. е. водная гидроокись алюминия. Гидрохлорит переходит в же-

лезистый шамозит (ферришамозит).

4. Каолиновая красноцветная зона

остаточным гиббситом венчает про-

филь. Возможно,

что эта

зона

не

является нормальным следующим членом

профиля,

представляет собой продукт вторично наложенного процесса.

Мощность коры выветривания рассмотренного типа достига-

ет нескольких десятков метров

(до 50 м);

мощность отдельных

зон

не

постоянна, иногда

они могут выпадать

со-

всем

из

профиля,

ино-

гда достигать 15—20

м.

В умеренном климате

профили выветривания

имеют гораздо меньшую

мощность

построены

значительно проще. Очень

сложная кора выветрива-

ния развивается

жар-

ком, периодически влаж-

ном муссонном климате

тропиков.

Она

известна

под названием

латеритно-

го профиля и с нею

свя-

заны многие месторожде-

ния бокситов современ-

ных тропических областей

(рис.

13).

Относительно

процессов, формирующих

латеритный профиль,

характера латеритного

выветривания существу-

ют разные точки зрения.

В настоящее время

до-

казано,

что

универсально-

го латеритного профиля

выветривания

нет. В

раз-

ных конкретных условиях

он развивается по-разно-

му.

Так, на

материнских

изверженных породах

ос-

новного состава выделяет-

ся несколько типов про-

филей (Лисицына, 1967).

Для одного

из них

харак-

терен постепенный пере-

ход материнских пород

глинистую толщу сложного хлорит-вер-

микулит-гидрослюдистого состава, иногда

монтмориллонитом

или нонтронитом. Вверху развиваются гиббсит-каолинитовые

глины

примесью гидроокислов железа

титана (вьетнамский:

Рис.

13.

Геохимическая схема тропиче-

ской коры выветривания высоких пене-

пленов

на

серицит-хлоритовых сланцах.

— V —

зоны профиля

(по Б. М.

Михай-

лову, 1968):

—

SIO>;

—TIOJ;

J-Al

O,;

4—

Oj;

— FeO, CaO, MgO

MnO,

6 — по-

терн

при

прокаливании;

7 —

направление

вы-

носа

компонентов