Распространенность осадочных горных пород

Различные осадочные породы играют в земной коре неодинако­вую роль. Представление об относительной распространенности главнейших их типов дают подсчеты, выполненные в последние годы советскими и американскими геологами. Некоторые резуль­таты таких подсчетов приведены в табл. 10.

Таблица 10

Распространенность главнейших типов осадочных пород

 

	Количественные соотношения пород, %
		в геосннкли-
	на платформах	нальных зонах	на континентах
Породы	(по материа-	(по материа-	в среднем (по
	лам М Хор-	лам Л. Б Ро-	материалам
	на н Г Слака,	нова и А. А.	Л. А. Беуса,
	1966)	Ярошевского, 1967)	1970)
Глинистые...	53,0	53,0	53,0
Песчаные...	28,0	24,8	25,4
Карбонатные..	16,0	21,8	20,8
Эвапориты..	3,0	0,4	0,8

Как видно из таблицы, подсчеты, произведенные разными ав­торами на различных территориях земного шара, дали весьма близкие результаты. Установлено, что самыми распространенными среди осадочных пород являются глины и аргиллиты, на втором месте стоят пески и песчаники, на третьем — карбонатные породы (преимущественно известняки).

Глава III

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

Осадочный материал возникает за счет разрушения различных пород — магматических, метаморфических или ранее существовав­ших осадочных. По мере развития Земли увеличивается площадь, покрытая осадочными породами, и вследствие этого значение по­следних как источника осадочного материала, постепенно возра-

7* 195

стает. Однако на ранних этапах развития нашей планеты вся ее поверхность была покрыта породами магматическими, которые и послужили первичным источником осадочного материала.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

Сравнение химического состава магматических (см. табл. 3) и осадочных (табл. 11) пород показывает, что процентные соот­ношения главнейших окислов, слагающих те и другие породы, близки по своим значениям.

В отличие от пород магматических в осадочных породах со­держится больше воды, углекислоты и органического углерода, что

отражает характер процессов в

Таблица Средний химический состав осадочных пород (по Ф.Кларку, с изменениями)

зоне осадкообразования, насы­щенной этими компонентами.

Компоненты	Содержание, %
А1203.............................. MgO.............................. CaO........ NaaO.............................. СОг............................ С.............................. Прочие.........................	58,53 13,07 2,00 3,37 2,51 5,44 1,10 2,81 4,28 4,94 0,65 1,30
	100,00

Другой важной особенностью состава осадочных пород являет­ся высокое содержание в них кальция, что пока не находит до­статочного обоснования. Весьма характерно также увеличение со­держания калия и уменьшение натрия, не компенсируемое из­бытком натрия в океане. Это приводит к некоторому дефициту натрия в стратисфере и гидро­сфере относительно состава маг­матических пород. Указанная особенность также является про­блемой, требующей специально­го исследования.

Окислительные условия, гос­подствующие на поверхности Земли, определяют преобладание в осадочных породах Fe₂0₃ отно­сительно FeO, а также высокое содержание в них сульфатной серы.

Все указанные выше особенности осадочных пород наиболее ярко выражены в платформенных отложениях, являющихся про­дуктом глубокого выветривания и далеко зашедшей дифференциа­ции. В отличие от них геосинклинальные осадки испытали менее существенные изменения и по своему составу ближе к породам, из которых они образовались.

МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ

Если сравнить средний минеральный состав магматических и осадочных пород, то мы увидим, что он окажется резко различ­ным. Магматические породы сложены силикатами и алюмосили­катами, образовавшимися в глубоких зонах земной коры и поэто-1S6

му неустойчивыми на ее поверхности (см. табл. 4). Эти минералы содержатся в осадочных породах в незначительном количестве или полностью отсутствуют в них. В то же время имеется большая группа минералов, характерных исключительно для осадочных по­род. Наконец, существуют минералы, встречающиеся как в маг­матических, так и в осадочных породах. Сказанное выше иллю­стрируется табл. 12.

Средний минеральный состав осадочных пород

(по М. С. Швецову)

Таблица 12

 

Минералы

Условия образования минералов

 

Оливин

Биотит

Роговая обманка.....................

Авгит.....................................

Анортит..................................

Магнетит..................................

Титанит и ильменит....

Альбит.......................................

Ортоклаз..................................

Кварц.. „.......................

Светлые слюды....................

Глинистые минералы...
Железистые осадочные мине­
ралы

Доломит (частично сидерит)

Кальцит..................................

Гипс и ангидрит.......................

Фосфатные минералы... Органическое вещество.

Минералы, образующиеся в глубоких зонах земной коры и поэтому не­устойчивые в условиях земной по­верхности

Минералы, встречающиеся как в магматических, так и в осадочных породах, но резко преобладающие в первых. В небольшом количестве могут возникать в зоне осадкооб­разования

Минералы, образующиеся как из магматических расплавов, так н осадочным путем. В зоне осадко­образования устойчивы

Минералы, образующиеся преимуще-ствеиио осадочным путем

99,45

Источником осадочного материала кроме магматических пород могут также служить породы метаморфические и более древние — осадочные. Многие минералы метаморфических пород, образовав­шиеся в условиях высоких давлений и температур, оказываются неустойчивыми в зоне осадконакопления и разлагаются. Однако некоторые из типичных метаморфических минералов переходят в осадочные породы без изменения химического состава и встреча­ются в последних в качестве акцессорных.

Рассматривая минеральный состав осадочных пород, можно вы­делить две различные по своему происхождению группы минера­лов: 1) реликтовые и 2) минералы осадочного происхождения.

К первой группе относятся минералы магматические и мета­морфические, перешедшие в осадочные породы в неизмененном или частично измененном состоянии. Такие минералы называют ре­ликтовыми, обломочными, а также терригенными (terra — земля), т. е. поступившими в седиментационный бассейн с суши. Эти ми­нералы образовались за пределами бассейна осадконакопления и являются аллотигенными — принесенными в этот бассейн из об­ластей, служивших источником питания. Зерна реликтовых мине­ралов в результате механической обработки в процессе переноса в водной или воздушной среде обычно несут следы окатанности, т. е. имеют сглаженные углы и криволинейные очертания.

Породообразующими в осадочных породах являются лишь наи­более устойчивые при химическом выветривании реликтовые ми­нералы. Это кварц, полевые шпаты (главным образом натриево-калиевые и кислые плагиоклазы), слюды. Аллотигенные компонен ты могут быть также представлены обломками магматических метаморфических и более древних осадочных пород. Менее устой чивые и неустойчивые магматические и метаморфические минерал) частично или полностью разрушаются в процессе формировани осадочной породы и обычно не встречаются в древних породах (так, например, оливин появляется только в отложениях плейсто­цена или в современных осадках).

Терригенные минералы слагают группу обломочных горных пород, а в глинах и породах биогенного и химического происхож­дения могут присутствовать в качестве примеси.

Минералы осадочного происхождения относятся к группе аутигенных, т. е. образовавшихся на месте (in situ), в осадке или в породе. Подавляющая их часть возникает в процессе осадкона­копления (это так называемые седиментационные минералы), меньшее количество формируется в результате диагенетических и эпигенетических процессов.

Аутигенные минералы можно узнать в породе по ряду призна­ков. Для них характерны идиоморфные кристаллы или, наобо­рот, причудливые «лапчатые» очертания зерен. Аутигенные ми­нералы выполняют поры, каверны и трещины в породе, замещают или регенерируют обломочные зерна, образуют оолиты, сфероли-ты, микроглобули и ряд других специфических форм.

Некоторые из аутигенных минералов (кальцит, доломит) имеют широкое распространение и слагают мощные осадочные толщи, другие концентрируются в виде отдельных пластов, линз и стя­жений (минералы группы кремнезема, алюминия, фосфаты, пирит, сидерит, глауконит и др.), третьи встречаются в осадочных поро­дах редко, присутствуя в них в виде цемента, вкрапленников или отдельных стяжений (флюорит, барит, цеолиты и др.).

Особое место занимают глинистые минералы. Одни исследова­тели считают, что минералы этой группы представляют собой глав­ным образом новообразованные (аутигенные) продукты, возник­шие либо в ходе седиментации, либо в процессе диагенеза и эпи-

генеза. Другие полагают, что глинистые минералы зарождаются еще в области мобилизации вещества на водосборных площадях и испытывают в процессе переноса и отложения лишь более"*или менее значительные преобразования.

В отличие от минералов магматических, в составе которых наи­более широко распространены силикаты и алюмосиликаты, мине­ралы, образовавшиеся осадочным путем, являются во многих слу­чаях более простыми химическими соединениями — солями, окис­лами и гидратами окислов. Если также учесть, что довольно ча­сто осадочные породы, состоящие из аутигенных минералов, мо­номинеральны, то становится ясно, что такие породы представляют собой готовый химический продукт, который можно использовать для нужд промышленности или сельского хозяйства. Рассеянные в магматических минералах (характеризующихся обычно сложным химическим составом) железо, фосфор, марганец, алюминий и другие элементы, накапливаясь в процессе осадкообразования, создают залежи полезных ископаемых.