Петтиджон ?. Дж. Осадочные породы

Подождите немного. Документ загружается.

97. Relneck H.-E.. and Singh, I. В., 1973, Deposltionai sedimentary environments:

New Vork

Springer, 439 pp.

98. Rigby J. К·, and Hamblin W. K., eds., 1970, Recognition of ancient sedimentary

environments: Soc. bcon. Paleont. Min.: Spec. Publ. 16, ЗЮ pp.

99. Selley R C., 1971, Ancient sedimentary environments: Ithaca, N. Y, Cornell

Univ. Press, 2a4 pp.

100. Trask P. D.. ed., 1939, Recent marine sediments. Tulsa, Okla., Ainer. Assoc.

Pelro . Geol., 73b pp.

Осадочные текстуры

101. Conybeare С. Ε. В., and Crook К. A. W., 1968. Manual of sedimentary stru tu-

res· Australian Dept. Nat. Devel., Bull. Bur. Min. Res. Geol. Geophys. 102, 327 pp.

102. Cubler Y., Bugnicourt D., Faber J., Kubler B., and Nyssen R., 1966, hssai de

nomenclature et caracterization des principales structures sedimcntaires: Paris, Edi ions

Teclimp, 291 pp.

103. Хаоаков А. В. (ред.) Атлас структур ιι текстур осадочных горных пор о

M.,

ВСЕГЕИ, 1962. 578 с.

104. Petlijohn F. I., and Potter P. E., 1964, Alias and glossary of primary sedi-

mentary structures: New York, Springer, 370 pp.

105. Potter P. E., and Pettijohn F. !., 1963, Paleocurrents and basin analysis. New

York, Springer, 296 pp.

106. Ricci Lucchi F., 1970. Sedimentografia: Bologna, Zaniclielli, 288 pp. (Italian

•w th Italian-English glossary).

107. Shrock R. R., 1948. Sequence in layered rocks: New York, McGraw-Hill, 507 pp.

Периодические и серийные издания

108. Developments in Sedimentology (14 vols, to 1971): Amsterdam, Elsevier.

109. Journal of Sedimentary Petrology: Tulsa, Okla., Soc. Econ. Paleont. Min

sin-

ce, i930.

110. Maritime Sediments: Haiifax

N. S., and Fredericton, N. B., Canada.

111. Sedimentary Geoiogy: Amsterdam, Elsevier, since 1969.

112. Sedimentology (official journal Int. Assoc. Sedimentologists): Amsterdam, Else-

vier, since 1962; Oxford, BlackweII

since 1973.

ГЛАВА 2. ПРИРОДА И ПРОИСХОЖДЕНИЕ

ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

Введение

Как отмечалось в первой главе, осадочные отложения представля-

ют собой тела, сложенные твердыми материалами, накопление кото-

рых происходило на поверхности земли или на небольшой глубине пр»

низких значениях температур и давлений, характерных для таких об-

становок осадконакопления. Отложения образуются главным образом

при механическом разрушении ранее существовавших пород, продукты

выветривания которых перераспределялись волнами или течениями в

выпадали в осадок из растворов химическим или биохимическим путем.

В основном таким способом образуются осадочные породы (в проти-

воположность изверженным породам, которые имеют магматическое

или вулканическое происхождение и их образование не связано с про-

цессами выветривания). Такой взгляд на осадочные породы оправдан

и геологических позиций, поскольку он позволяет связать породы, обра-

зующиеся при двух различных процессах — выветривании, с одной

стороны, и вулканизме — с другой. Некоторые осадки, однако, ие об-

разуются за счет существовавших ранее. Такие отложения играют под-

чиненную роль (занимают небольшой объем и пе очень широко рас-

пространены). К ним относятся уголь, представляющий собой в основ-

ном продукт органического разложения вещества растительного про-

исхождения, и вулканогенные осадки — слоистые пепловые отложения

и другие продукты вулканических процессов. Еще более редки и не

имеют практического значения отложения, содержащие метеоритный

материал космического происхождения.

Грабау [6] предпочитал рассматривать породы под иным углом

зрения и группировать их в соответствии с физическими или химиче-

скими процессами образования. Он подразделял породы на два клас-

са, а именно на экзогенные и эндогенные (рис. 2-1).

К экзогенным относятся обломочные, или кластические породы.

Компоненты, слагающие породы, размещены в ее основной массе в ви-

де твердых частиц, образовавшихся при дроблении ранее существовав-

ших материалов. Другими словами, они образуются в результате ме-

ханического отложення и являются продуктом физического осадкона-

копления. Подавляющее большинство осадков (по объему) принадле-

жит к этой категории. К этой группе также относятся пирокластиче-

ские изверженные породы, которые очень похожи на обломочные по-

роды по наиболее характерным структурио-текстуриым признакам H

следовательно, по динамическим особенностям накопления.

Прямой противоположностью являются эндогенные* породы,

представляющие собой аморфные или кристаллические продукты, вы-

* В нашей литературе термин «эндогенные» применяется только к породам, имею-

щим эндогенный генезис (т. е. метаморфическим н изверженным). — Πрнм. ред.

задающие из раствора. Сюда относятся многие разновидности осадоч-

ных пород*, включая отложения солей — каменная соль, ангидриты

и т. д., а также большинство изверженных пород. Последние, подобно

химическим осадкам, представляют собой продукты осаждения из раст-

вора. В основе процесса формирования указанных разновидностей по-

род лежит химическое правило фаз. Нет принципиального различия и

в механизме кристаллизации рассолов и магмы.

Если рассматривать осадочные породы с точки зрения процесса

накопления, то классификация Грабау более оправдана, чем традицион-

ное разделение пород на осадочные

и изверженные. Процесс образова-

ния каменной соли ближе к обра-

зованию диабаза, чем к отложе-

нию глины или известняка, с кото-

рыми соли встречаются совместно,

С другой стороны, песчаники тесно

связаны с туфами. Накопление

каждого типа осадков происходит

в соответствии с законами аэро-

или гидродинамики. Обе указанные

основные категории пород характе-

ризуются присущими им структура-

ми и текстурами. Экзогенные поро-

ды обладают скелетно-поровым

строением и бывают косослоисты-

ми. Эндогенные породы имеют взаи-

мосвязанное кристаллическое зер-

нистое строение.

На осадочные породы можно

смотреть и с другой стороны, а

именно — с точки зрения перено-

са, в этом случае эти породы вновь

распадаются иа две основные

группы: внутрибассейновые

отложения, которые сформирова-

лись в бассейне непосредственно

на месте своего накопления; внебассейновые породы, которые

образовались за его пределами и были принесены в бассейн волнами

или течениями. В первую категорию включаются химические и биохи-

мические отложения, осажденные из вод бассейна; ко второй катего-

рии относятся как терригенные, так и пирокластические отложения.

На первый взгляд, происхождение и накопление осадочных пород

может показаться простым. Пески и илы образуются достаточно быст-

ро н выносятся реками в моря. Происхождение осадочных пород (не

то, что у большинства изверженных и всех метаморфических) доступно

для наблюдения и изучения. К сожалению, это не так просто. Далеко

не все породообразующие процессы удается наблюдать. В частности,

диагенетические изменения, к которым относятся межслойное раство-

рение, цементация, образование конкреций и т. п., не поддаются непо-

*В тексте — sediment (точный перевод — осадок, отложенне). Автор нередко

применяет этот термин к литифицированным породам. В этом случае он переводится

лак «осадочная порода». — Прим. ред.

Экзогенные породы

(аллогенные)

Эпикласгические

Пирокластические

Ω.

(эпикласты)

(пнрокласты)

а.

а>

Эндогенные породы

(аутигекные)

Биогенные и

Пирогенные

ГО

хемогеннме

(пиролиты)

СО

(биолиты и

эвапориты)

Рис. 2-1. Два противоположных способа

классификации пород: общепринятый и

метод Грабау. По [6].

Каждая категоряя может образоваться в про

цессе перекристаллизации или замешеиия при

низких температурах π давлениях (диагенети-

ческие в эпигенетические породы) или при

высоких значениях температуры н давления

(метаморфические породы)

средствениому наблюдению. Невозможно также наблюдать мутьевые

потоки, в результате деятельности которых происходит перенос, отло?

жеиие и формирование текстур значительной частн морских осадков.

Образование большинства химических осадков никогда не удавалось,

наблюдать. Таким образом, происхождение осадочных пород прихо-

дится восстанавливать по записи геологических событий, изучая по-

следствия процессов, больше не происходящих. Такими «последствия-

ми» в первую очередь являются структуры, текстуры и минеральный

состав изучаемых отложений. Следовательно, непосредственная зада-

ча, стоящая перед осадочной петрологией, заключается в обращения·

к геологической истории н раскрытии прошлого породы.

Даже происхождение обыкновенных пород не всегда ясно; возни-

кли ли они химическим (эндогенным) или механическим (экзогенным)

путем. Для большинства пород характерна двойственная природа и,

следовательно, они пред-

ставляют собой гибрид ил»

полигенетическое образова-

ние. Как видно из рис. 2-2,

составные части осадочной

породы могут образоваться

при механическом дробле-

нии материнской породы,

при размыве или развева-

нии остаточных продуктов-

выветривания или при по-

ступлении в осадок продук-

тов химического или биохи-

мического происхождения,

выпадающих из морской

воды в бассейне осадкоиако-

пления. Из циркулирующих,

подземных вод впоследствии

выпадает большое количе-

ство минеральных веществ,

заполняющих поровое про-

странство породы.

Разновидность осадоч-

ных отложений опреде-

ляет тип образующейся по-

роды. Те осадки, которые сложены преимущественно твердыми

обломками ранее существовавших пород, являются кластически-

м и; к ним относятся галечники, пески и алевриты и их литифнцирован-

иые разности (конгломераты, песчаники и алевролиты). Те осадки, в

которых содержится значительное количество глинистых минералов,

образующихся при выветривании, относятся к илам (или глпнистым

сланцам и аргиллитам после литнфикацни). Осадки, большей частью-

нли целиком образовавшиеся нз минералов, растворенных в морской

воде, являются химическими (или биохимическими). Сюда

относятся известняки и доломиты, эвапориты (продукты испарения

рассолов), железные руды, фосфориты, кремни и связанные с ними

силициты.

Рис. 2-2. Диаграмма, иллюстрирующая сложный

характер образования осадочных пород.

I — вулкавические выбросы; 2 — поступлении нз атмо-

сферы O

-COr-H

— раздробленная порода; 4 — ре-

гол нты Si—Al—Fe: S—подземные воды; S — вещество

космического происхождения; 7 — океанические вою*

Na-K-Ca-Mg

Строение (fabric) *

В метаморфических и изверженных породах слагающие минералы

характеризуются протяженными взаимопроиика ощими контактами;

осадочные породы, наоборот, характеризуются четким каркасом, со-

ставные элементы которого соприкасаются друг с другом сторонами

или обнаруживают точечные контакты. В связи с подобным строением

•осадочные породы, в отличие от других, обладают высокой пористостью

и проницаемостью. Следовательно, они способны как удерживать, тан

и пропускать различные флюиды. Осадочные породы являются глав-

ным вместилищем природного газа, нефти, артезианских вод и различ-

ных рассолов. Начальная пористость их бывает высокой — от 35 до

45% от общего объема, но отложения в порах, выпадающие из мине-

рализованных вод, как правило, значительно уменьшают эту величину.

Особая микрогеометрня осадочных пород объясняется их проис-

хождением. Каждый элемент каркаса — песчаное зерно, галька или

обломок раковины — образуется вне породы, он механически уклады-

вается и занимает свое место в строении породы. Хотя для некоторых

изверженных пород (особенно стратиформных пирокластических обра-

зований) характерна геометрия осадочных тел, большая их часть

представляет собой кристаллические агрегаты. Строение, описанное

выше характерно для галечников и песка, а также для их литифициро-

ванных разностей (конгломератов и песчаников); оно также типично

для многих известняков. Такие известняки практически представляют

собой карбонатные пески и алевриты; их строение во многом анало-

гично обычным песчаникам и алевритам.

Поскольку отдельные зерна не могут по всей поверхности сопри-

касаться друг с другом, в осадочных породах давление распределяется

неравномерно. Масса перекрывающих пород приходится на относительно

небольшую площадь соприкосновения отдельных зерен, тогда как флю-

иды, заключенные в порах, находятся под давлением, равным массе

водяного столба до земной поверхности (мы допускаем, что поры сво·

бодно связаны с поверхностью). При неравномерных значениях давле-

ния происходит растворение твердых частиц на контактах и осажде-

ние растворенных материалов в поровых пространствах; если этот про-

цесс дойдет до конца, то будет полностью уничтожено поровое прост-

ранство, и давление в системе уравновесится.

Растворы, заполняющие поры, являются средой, в которой проис-

ходят реакции между ними и элементами каркаса породы. Если флю-

иды, находящиеся в порах, тоже приходят в движение, то в породу по-

ступают и выносятся из нее минеральные компоненты в растворенной

форме, что сказывается на составе осадочной породы.

Исследователь осадочных отложений обязан не только изучать со-

став твердых компонентов, но также должен принимать во внимание

мобильную и химически активную фазу, составляющую значительную

часть породы. Чем ближе обломочная порода к своему первоначаль-

ному состоянию, тем больше в ней относительный объем нетвердой фа-

зы; чем более высоких ступеней диагенеза или метаморфизма такая по-

* Термин «fabric» имеет несколько иной смысл по сравнению с термином «structu-

re» (текстура) и «texture» (структура). Обычно он подразумевает определенную ориен-

тировку в пространстве компонентов, слагающих осадочную породу. Ф. Дж. Петти-

джон нередко использует «fabric» как термин, соответствующий по смыслу «строению».

В зависимости от контекста «fabric» переводится как «строение», «текстура» или

«структура». — Прим. ред.

рода достигает, тем ощутимее роль твердого каркаса и тем более оса-

дочная порода становится похожей иа метаморфическую или даже

изверженную.

Однако некоторые осадочные породы не обладают обычными оса-

дочными каркасами и лоровыми системами. К ним относятся осажда-

ющиеся из воды каменная соль и гипс, такие накопления in situ как ι

уголь и осадки, имевшие нормальное строение, ио впоследствии изме-

ненные перекристаллизацией н замещениями (доломиты) или превра-

щенные в кристаллическую мозаику в результате роста зереи («вто-

ричное разрастание»), подобные кристаллическим известнякам ил»

«осадочным мраморам».

Состав

От изверженных пород осадочные образования отличаются значи-

тельными колебаниями состава, тем не менее многие разновидности ха-

рактеризуются необыкновенно ограниченным составом. Крупнейшие

скопления многих химических элементов, известных в земной коре, на-

ходятся в осадочных отложениях. Такие скопления образуются в ре-

зультате неоднократных размывов и переработки выветрелых остат-

ков древних пород; примером могут служить стекольные пески, содер-

жание кварца в которых превышает 99%. Другие отложения образу-

ются в результате направленного действия избирательных химических

или биохимических процессов, и при благоприятном их течении в оп-

тимальных условиях образуются такие конечные продукты, как изве-

стняки с высоким содержанием кальцита (более 99% СаСОз), камен-

ная соль и гипс. Аналогичные по характеру изверженные породы нам

неизвестны.

Минералы, образованные вне места осадконакопления и механиче-

ски принесенные в осадок во время его отложения, относятся к так

называемым аллогенным минералам, те же, которые образуются

in situ, называются аутигениыми. Следовательно, недостаточно

просто определить минеральные компоненты осадка, как недостаточно

сделать их количественный анализ. Необходимо разбить минералы на

смысловые категории, определить, какие из них являются аллогенными

(или обломочными) и какие аутигенными (или постседиментациоины-

ми). Некоторые исследователи могут пойти дальше и установить, какие

аутигенные минералы синхронны процессу аккумуляции, а какие обра-

зовались позже; сделать вывод, какие минералы образовались при оса-

ждении в пустотах, а какие — в результате замещения; различить·

минералы, образовавшиеся при выветривании, от тех, которые образова-

лись в осадочных породах или подземных условиях. Все эти заключе-

ния о времени образования и связанном процессе (диагенез, метамор-

физм или выветривание) требуют тщательного исследования структур-

ных взаимоотношений зереи, слагающих породу. Для решения чтой

задачи необходимо применять микроскопический анализ в шлифах.

В противоположность минералам изверженных и метаморфических

пород, минералы обломочных осадочных пород ие образуют равновес-

ных соединений. Они не образуются в равновесии друг с другом или с

раствором, из которого осаждаются. Но хотя минералы ие находятся

в равновесном состоянии, химических преобразований, направленных

на достижение равновесия, не происходит из-за химической инертно-

сти твердых частиц или в связи с преобладанием низких температур. При

повышении температуры и нарушении условий, ограничивающих тече-

ние реакции, минеральный состав может значительно измениться. Это*

явление происходит на глубоких уровнях земной коры в процессе ме-

таморфизма. Правда, отдельные реакции протекают и при низких тем-

пературах и давлении. Такие диагеиетические реакции происхо-

дят в основном между составными элементами каркаса породы и

заключенными в ее порах растворами. В осадках, выпадающих из раство-

ров или образующихся биохимическим путем, многие из которых мета-

стабильны, диагеиетические преобразования происходят чаще и, сле-

довательно, наблюдаются более глубокие изменения.

В некоторых некластических осадках (вероятно в большинстве)

минеральные компоненты находятся в равновесном состоянии. Цзень·

[29] считал, что в результате диагенетических реакций на дне моря

в осадках Перуанского желоба возникает подобное равновесие. Ана-

логичные равновесные соотношения были установлены в некоторых

карбонатных породах плато Камберленд, штат Теннесси, США [16].

Примеры отложений, образующихся при испарении рассолов, менее

показательны.

Классификация

Классификация осадочных пород представляет собой задачу, на

решение которой затрачено немало усилий, однако окончательное реше-

ние, удовлетворяющее всем требованиям, до сих пор ие иайдеио. Следо-

вательно, нам необходимо рассмотреть цели, стоящие перед классифи-

кацией пород, и изучить более тщательно принципы, положенные в их

построение. Большинству исследователей не удалось четко наметить,

эти цели и принципы, хотя вопрос о философских концепциях, лежащих

в основе классификации осадочных пород, рассматривался неоднократ-

но [6, 25, 10, 17, 13, 19, 15].

Как отмечал Роджерс, с проблемой классификации органически

связаны вопросы терминологии или номенклатуры. Научные наимено-

вания определяют группу или класс объектов и, следовательно, под-

разумевают классификации. А классификация в свою очередь помога-

ет сгруппировать изучаемые объекты в классы или категории, которым

могут быть присвоены наименования. Таким образом, первая цель-

классификации заключается в том, чтобы подобрать группы и соответ-

ствующие наименования, которые могут заменить словесное описание-

классифицируемых объектов. Для достижения успеха номенклатура и

классификация должны базироваться на взаимном согласии тех, кто

в такой систематизации нуждается.

Однако, как отметил Грабау, точность классификации приводит к

точности исследовательской мысли, а следовательно, классификация

представляет большую ценность для дисциплинированного мышления.

Классификация в стенографической форме отражает наши знания о·

предмете. Таким образом, создание классификации является попыткой

упорядочить наши знания. Короче говоря, вторая цель классификации

заключается в изображении идей или концепций в обобщенном виде.

Для определения класса необходимо выбрать ограничивающие

параметры. Выбор параметров определяется конвенцией или их при-

менимостью, или просто соглашением заинтересованных сторон. Но·

поскольку выяснение генезиса является конечной целью любого изуче-

ния пород, выбранные параметры должны нести генетический смысл

или быть определяющими. В биологии основой всех фундаментальных

таксономических исследований служит подбор определяющих характе-

2»

ристик для целей классификации, а второстепенные особенности опу-

скаются (например, не все, что летает следует объединять в одну

группу). Трудности классификации осадочных пород большей частью

возникают нз-за несогласия исследователей по принципиальным раз-

личиям между обломочными (экзогенными) и химическими (эидогеи^

ными) породами. Важные свойства одной -руппы пород являются вто-

ростепенными для другой. Таким образом, если ко всем карбонатным

породам, имеющим полигенетнческое происхождение, применять одия

и те же понятия, то это скорее замаскирует, нежели прояснит нх исто-

рию формироваияя.

Породы в конце концов — это совокупность параметров, нз кото-

рых всего лишь два или три выбираются для классификации. Невоз-

можно построить классификацию, основанную на всех известных или

доступных для изучения свойствах. Жизнеспособная классификация

берет за основу два или три параметра и отбрасывает все остальные.

Такая альтернатива требует, чтобы определяющие параметры отра-

жали не только генетические позиции, но и чтобы они были наиболее

важными. Несомненно, все свойства пород что-либо означают, но один

значат больше, а другие — меньше. Магиитная восприимчивость пес-

чаников явно менее важный параметр в генетическом отношении, чем

их гранулометрический состав. В целом выбранные свойства также

должны легко устанавливаться или измеряться, а время, затраченное

на это, не должно быть длительным. Важную роль играют химические

анализы, но для разработки классификации осадочных пород оии вряд

ли применимы.

Какие же свойства пород считаются наиболее важными? Нами вы-

браны такие, которые представляются полезными в свете существую-

щих концепций и знаний. Новые идеи и новые открытия могут сделать

их выбор непригодным, н тогда возникнет необходимость пересмо1реть

существующие классификации и номенклатуры. Такая неустойчивость

номенклатуры довольно тревожный факт, но это плата за прогресс

наукн и лишнее доказательство того, что классификация представля-

ет собой идеи и концепции в кодированной форме, подверженные

постоянному пересмотру.

^ Большинство классификаций осадочных пород имеют традицион-

ный характер и, подобно То пен, они «только возникли». Существует

несколько попыток стандартизировать номенклатуру — пересмотреть

термины, установить количественные пределы, искоренить плохие и

устаревшие термины (см. доклады Комитета по осадконакоплению,

куда относятся работы Уэнтуэрта и Уильямса [27] по пирокластиче-

ским осадкам, Уэнтуэрта [25] по грубообломочным породам; Аллеиа

[1] по среднезернистым обломочным породам; Твенхофела [24] по

тонкозернистым обломочным породам и Tappa[23] по кремнистым

•осадкам). Однако было сделано всего несколько попыток рассмотреть

проблему в целом и найти единое комплексное решение, аналогичное

принятому при классификации изверженных пород.

Объем книги не позволяет дать детальный обзор всех полных или

неполных классификаций, предложенных для осадочных пород. В ка-

кой-то степени это было сделано Ломбардом [13]. Поскольку класси-

фикации нескольких подгрупп илн семейств осадков детально рассмат-

риваются в соответствующих разделах книги, приводить их здесь вет

смысла. В заключение можно сказать, что любая попытка применить

единую классификацию ко всем осадочный породам приведет к труд-

ностям из-за полигенетической природы осадочных материалов. Есля

схема будет основываться на важных генетических свойствах, то полу-

чится, что свойства, важные для одной группы осадков, могут оказать-

ся второстепенными для другой группы иного происхождения. Напри-

мер, принцип зрелости является фундаментальным, ио его можно при-

менить только к тем породам, которые представляют собой продукты

выветривания метастабильных материнских пород. Если применить

этот принцип к пирокластическим материалам, то он не будет иметь

никакого значения. Подобным образом понятия об области сиоса, не-

обходимые для понимания структуры и состава обломочных отложе-

ний, будут малозначащими или бессмысленными в применении к хи.

мическим осадкам. Следовательно,

построить всеобъемлющую класси-

фикацию трудно.

Однако представляется воз-

можным построить частичные (не-

полные) классификации, подходя-

щие для определения классов осад-

ков, которые тесно связаны с фун-

даментальными представлениями

об их происхождении. Например,

много сил затрачено на решение

проблем классификации песчаников

и известняков (эти классификации

рассматриваются в главах, посвя-

щенных указанным осадкам).

С другой стороны, классификация

глинистых пород в настоящее вре-

мя не удовлетворяет предъявляе-

мым к ней требованиям.

В этой книге осадочные поро-

ды сгруппированы в соответствии с

преобладающим их применением

(рис. 2-3) ,что сделано исключитель-

но для удобства. Самостоятельные

Рис. 2-3. Упрощенная классификация

осадочных пород (за исключением эпи-

генетических отложений).

I —экзогенные породы, «кластвческне»: I —

пластические осадка (тилль и тнллнты); 2 —

пирокластнческне осадки (туфы и т. д.): 3 —

элювий (почвы); 4 — эпикластнческие осадки,

«перемытый элювий»: а — грубые (устойчи-

вые— конгломераты и песчаники), б — тон-

кие (продукты гидролиза — глины): 5 — сме-

шанные осадки (карбонатные, углистые гли-

ны. туффнтовые глины и т.п.). It—эндоген-

ные породы, «химические н биохимические»:

6 — органические остатки (уголь н т. д.); 7 —

химически осажденные осадки: α — водно-

осажденные известняки н доломиты, фосфори-

ты, железосодержащие породы, кремни: б —

эвапорнты (галнт, гипс, ангидрит н т. Д.)

главы посвящены, например, гру-

бообломочным породам (конгломератам и осадочным брекчиям), пес-

чаникам, глинистым сланцам и алевролитам. Вулканические породы

рассматриваются отдельно, хотя по своим структурам они сходны с

другими обломочными отложениями. Но поскольку их составляющие,

имеют вулканическое происхождение, концепции зрелости и переноса,

применяемые к продуктам выветривания, для этой группы осадков зна-

чения не имеют. Включение описания всех известняков (и доломитов)

в одну главу, несмотря на их полигеиетическую природу, вновь оправ-

дано в связи с применением этих пород. Более того, несмотря на то

что многие разновидности известняков обнаруживают обломочные

структуры и текстуры, по своему происхождению это внутрибассейио-

вые образования. Таким образом, концепция зрелости состава лишена

смысла в применении к карбонатным породам.

Характеристики остальных групп осадков не обломочного проис-

хождения объединены в одну главу, так как невелик относительный

объем, занимаемый ими в земной коре. Некоторые из них (кремни,

железосодержащие осадки и фосфатные отложения) связаны общими

проблемами происхождения. Значительная трудность заключается в

том, чтобы решить, являются ли эти породы непосредственными про-

.дуктами осаждения нлн представляют собой результат диагенетических

(или эпигенетических) замещений. Нам представляется, что на их про-

исхождение влияет кислотность или щелочность раствора н его окис-

лительно-восстановнтельиый потенциал. С другой стороны, эвапоритыи

углистые осадки, хотя и относятся к далеко отстоящим друг от друга

классам, также включеиы в эту главу.

Предлагаем читателю познакомиться с этими несколькими глава-

ми для дальнейшего обсуждения проблем классификации.

Общий объем и масса осадочных пород

Подсчитано, что осадочное (и метаосадочиые) породы по объему

-составляют лишь 5% изученной литосферы (16-километровая наруж-

ная оболочка земного шара), в то время как изверженные (и мета-

изверженные) породы слагают 95% [3, α 34]. С другой стороны,

площадь, иа которой развиты осадочные породы, равняется 75% терри-

тории суши, а изверженные породы обнажаются только иа 25% пло-

щади (рис. 2-4). Следовательно,

вполне очевидно, что осадочные по-

роды слагают только тонкий при-

поверхностный слой. Хотя мощ-

ность осадочных толщ колеблется от

О до 13 км, составляя в среднем, по

данным Лейта и Мида [12, с. 73],

2,2 км на континентах (цифра, ко-

торая незначительно отличается от

недавней оценки Блатта [2] в

1,8 км). Осадки повсеместно рас-

пространены на дне океанов. Мощ-

ность этого осадочного покрова точ-

но не известна. По одним оценкам

ее величина не превышает 0,2 км*

[2], по другим составляет более

•3,0 км [11, с. 189], однако по современным представлениям средняя

мощность составляет 1,0 км [4, с. 199]. Как могут получиться такий

различные оценки?

Суммарный объем и масса осадочных пород на Земле подсчиты-

ъаются различными способами. Если предполагать, что весь натрий,

растворенный в океане, образовался при выщелачивании первичных

изверженных пород, можно показать, что это количество натрия в мор-

ской воде образуется при полном разложении земной оболочки мощ-

ностью 0,5 км [3, с. 31]. Поскольку часть натрия остается в осадках

я в рассолах глубоководных бассейнов и таким образом не весь иатрнй

попадает в океан, эта цифра нуждается в корректировке. После вне-

сения соответствующей поправки мощность выветрелой оболочки на

изверженных породах определяется всего лишь в 0,8 км. Объем этого

материала прн выветривании и переходе в осадок растет за счет про-

цессов окисления, карбонатизации и гидратации. Если считать (по

Кларку), что увеличение объема осадков происходит примерно на 10%,

то суммарный объем отложений, образовавшихся при разрушении ма-

теринских изверженных пород, составит приблизительно 4,4χΐ0

Такого объема пород достаточно для того, чтобы образовать равно-

* По данный глубоководного бурення, мощность осадочного покрова в ряд*

случаев достигает более 2,0 км. — Прим. ред.

Ш' О

Рнс. 2-4. Относительное содержание нз·

верженшх и осадочных пород в земной

коре:

о — по объему, 6 — по площади. По Кларку

[3, с. Ml. / — осадочные породы; г —извер-

женные породы