Классификация морских отложений

Классификация морских осадков. Морские осадки группируют поразному, в зависимости от задач исследования. Одни разделяют их по механическому составу и выделяют «песок», «пылеватый песок», «илистый песок», «ил», «глинистый ил» и т. д. Другие исследователи предлагают разделение, основанное на сочетании вещественного состава осадков и их происхождения. Они выделяют: обломочные, глинистые, пирокластические, кремнистые, карбонатные, железистые, глауконитовые, марганцевистые, фосфатные и обогащенные органическим веществом осадки (Безруков и Лисицын, 1960).
Иначе построена классификация осадков Д. Мэррея и А. Ренара (Murray a. Renard), предложенная еще в конце прошлого века и сохраняющая значение до сих пор. Согласно их классификации, все морские осадки делятся на две основные группы: 1) пелагические отложения, образовавшиеся в глубоких водах вдали от суши, и 2) терригенные отложения, образовавшиеся вблизи материков и состоящие главным образом из принесенного с суши материала. Затем каждая из этих двух групп делится по составу. Среди пелагических отложений, например, выделяются красная глина, диатомовый ил, глобигериновый ил и т. д. Правильнее всего было бы положить в основу классификации морских осадков генетические типы, как это было проведено выше для континентальной группы отложений. Однако недостаточная изученность условий образования осадков на морском дне не позволяет пока провести такое разделение последовательно. Кроме того, возникают затруднения в определении ведущего фактора, который должен быть положен в основу выделения генетических типов в море. Поэтому, в известной мере условно, за основание для группировки морских осадков принята глубина их образования. Так, выделены отложения литоральные, неритовые, батиальные (отложения материкового склона) и абиссальные (глубоководные океанические отложения). В пределах каждой из этих групп выделяются более дробные подразделения, по возможности отвечающие генетическим типам. Особо рассматриваются осадки морей ненормальной солености; в отдельную группу выделены и морские вулканогенные отложения, геологическое значение которых стало особенно выясняться в последние годы. См в шпорах 1315.:)
Типы отложений – выветривание, растворение, черты выветривания пород в тропиках и субтропиках, различия выветривания на современном этапе и в прошлом.

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 четкой разницы. Разные исследователи поразному определяют элювий и кору выветривания. Мы под «элювием» будем понимать все вообще продукты выветривания (физические и химические), оставшиеся на месте своего образования, а под «корой выветривания»— сложно построенный элювиальный профиль, обi, ладающий при типичном развитии рядом характерных признаков.
Выветривание. Процессы выветривания очень разнообразны и сложны. Суть их такова. Горные породы, оказываясь при размыве вышележащих слоев или в результате других геологических причин около земной поверхности, испытывают влияние иных физикохимических условий. Эти новые условия нарушают физикохимические равновесия, установившиеся на глубине между веществом горных пород и окружавшей их средой. Выветривание 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 условиях. 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 химикоминеральных соотношений, к появлению новых свойств и новых минеральных ассоциаций, соответствующих поверхностным физикохимическим и термодинамическим условиям. Поскольку в ходе выветривания не только уничтожаются прежние химикоминеральные соотношения, но и создаются новые, то неправильно говорить о выветривании 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 биологическое выветривание. Механическое выветривание —это раздробление (дезинтеграция) пород; химическое выветривание представляет собой гораздо более сложный комплекс Процессов, главными из которых являются окисление, гидратация, вынос катионов, обескремнивание, взаимодействие и накопление окислов алюминия, кремния и железа. Все виды выветривания тесно связаны друг с другом, но идут с разной интенсивностью и с разным относительным значением в 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 в выветривании роль климата. Разнообразные сочетания перечисленных факторов обусловливают сложность и многообразие хода выветривания, а следовательно и образующихся продуктов.
Поскольку процессы выветривания дают начало продуктам, из которых образуется большая часть осадочных пород, а осадочные породы в свою очередь могут подвергаться выветриванию, то ход поверхностных процессов можно выразить в виде схемы.

Кора выветривания

Некоторые исследовате ли, например И. И. Гинзбург, выделяют, кроме первичных (или остаточных) кор выветривания, так называемые вторичные коры, представляющие собой перенесенные и переотложенные продукты первичной коры. В этом случае, однако, кора выветривания утрачивает непосредственную связь с материнскими породами, а следовательно, теряет один из самых характерных своих признаков. Такие переотложенные продукты не следует называть корой выветривания.
Типично развитая кора выветривания формируется длительное время и является своеобразным остаточным образованием, сильно отличающимся от других генетических типов континентальных отложений. К ней не применимо выражение «отложения». Кора выветривания — это не результат отложения мате, риала, а оставшиеся на месте своего образования продукты физического и химического разложения материнских пород. Поэтому правильнее по отношению к коре выветривания (и вообще к элювиальным продуктам) употреблять выражение «остаточные образования». «Остаточные» потому, что они остались на месте своего образования, хотя по механическим свойствам, по химическому и минеральному составу могут сильно отличаться от материнских пород.
Кора выветривания обладает рядом характерных признаков, главные из которых следующие:
1. Генетически она тесно связана с подстилающими материнскими породами. Эта связь выражена как в особенностях состава, 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.
2. Разница между составом коры выветривания и материнскими породами нарастает снизу вверх. На некотором расстоянии от основания может оказаться, что в коре выветривания совсем нет минералов материнских пород.
3. Кора выветривания имеет более или менее отчетливо выраженное зональное строение: в разрезе выделяется ряд зон или горизонтов, различающихся по химическому и минеральному составу, а нередко и по физическим свойствам, цвету, плотности, структуре и др. Если кора выветривания содержит какоелибо полезное ископаемое, то обычно оно не распределено равномерно' по всему разрезу коры, а преимущественно или целиком приурочено к определенным ее горизонтам.
Зональное строение коры связано с сложными процессами формирования коры и, в частности, со стадийностью ее развития: определенным стадиям соответствует и образование определенных зон (горизонтов) в разрезе. Обычно наблюдается упрощение состава коры выветривания снизу вверх по разрезу: более высокие ее зоны имеют более простой состав, чем нижележащие.
4. Минеральный состав коры выветривания очень разнообразен, но самым характерным для него является преобладание глинистых минералов. Именно они, будучи продуктом поверхностных физикохимических условий, оказываются здесь устойчивыми и поэтому играют такую большую роль не только в коре выветривания, но и среди осадочных пород вообще.
Последовательное образование глинистых минералов из минералов материнских пород, а затем их изменение по мере развития элювиального процесса является одной из причин зонального строения кор выветривания. Некоторые горизонты коры, особенно верхние, иногда целиком сложены глинистыми минералами. В частности, для многих кор выветривания на территории Советского Союза характерны гидрослюды, каолинит, галлуазит, монтмориллонит, гидрохлориты и другие глинистые минералы. Легко и быстро купить универсальный пульт для кондиционера можно на сайте pultsony.ru.

Из данных рисунка видно, как поразному ведут себя при этом отдельные 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 содержание возрастает (гидрослюды и др.); наконец, третьи впервые появляются лишь в верхних зонах коры (гидрогетит и др.). Известны случаи, когда ни один из минералов материнских пород не встречается в верхних горизонтах коры выветривания. В таких случаях ее верхние зоны целиком состоят и» новообразованных минералов.
Очень сложные изменения минерального состава происходят при выветривании изверженных пород в тропическом климате мощность кор выветривания меняется в широких пределах: иногда она достигает нескольких сотен метров, а чаще всего от единиц до нескольких десятков метров.
В умеренном климате, а особенно в жарком и влажном, кора выветривания оказывается гораздо более сложной, на разных материнских породах она развивается существенно поразному, и в ней иногда выделяется до 5 различных горизонтов (зон). Обычно на гранитах развивается кора выветривания каолинового состава, на основных породах (диабазы, габбро) — в составе коры участвуют железистые монтмориллониты и красные каолины, 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 охристоглинистого типа. Этот тип коры известен в ряде мест на кристаллическом фундаменте Русской платформы, на Урале и в других областях (Разумова, 1967).
На материнской породе, представленной диабазовым порфиритом, располагаются следующие зоны (снизу вверх):
1. Зона начального разложения. В ней происходит главным образом механическое разрыхление породы и начинается гидратация первичных минералов.
2. Гидрохлоритовая зона. В ней первичные минералы уже сильно разло
1 жены: цветные минералы (пироксены, амфиболы и др.) замещаются глинистыми продуктами гидрохлоритового состава, а полевые шпаты — монтмориллони том, который вверх по разрезу в той же зоне замещается каолинитом.
3. Охристоглинистая зона. Внизу она часто пятнистая благодаря чередованию 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 гидрогематит. В верхней подзоне продолжается развитие гидрогематита и появляется гиббсит, т. е. водная гидроокись алюминия. Гидрохлорит переходит в же
лезистый шамозит (ферришамозит).
4. Каолиновая красноцветная зона с остаточным гиббситом венчает профиль. Возможно, что эта зона не является нормальным следующим членом профиля, а представляет собой продукт вторично наложенного процесса.
Мощность коры выветривания рассмотренного типа достигает нескольких десятков метров (до 50 м); мощность отдельных зон не постоянна, иногда они могут выпадать совсем из профиля, а иногда достигать 15—20 м.
В умеренном климате профили выветривания имеют гораздо меньшую мощность и построены значительно проще. Очень сложная кора выветривания развивается в жарком, периодически влажном муссонном климатеТропиков. Она известна под названием латеритного профиля и с нею связаны многие месторождения бокситов современных тропических областей. Относительно» процессов, формирующих латеритный профиль, и характера латеритного* выветривания существуют разные точки зрения..
В настоящее время доказано, что универсального латеритного профиля выветривания нет. В разных конкретных условиях он развивается поразному. Так, на материнских изверженных породах основного состава выделяется несколько типов профилей (Лисицына, 1967). Для одного из них характерен постепенный переход материнских пород в глинистую толщу сложного хлоритвермикулитгидрослюдистого состава, иногда с монтмориллонитом или нонтронитом. Вверху развиваются гиббситкаолинитовые глины с примесью гидроокислов железа и титана (вьетнамский:тип коры). В другом типе (тихоокеанском) преобразование материнской породы происходит более резко. На базальте непосредственно располагается каолинитовая глина, которая выше сменяется гиббситкаолинитовой глиной. В профиле третьего типа (гвинейском) наблюдается наиболее интенсивное разложение, материнская порода превращена в пористую массу, состоящую почти целиком из свободных водных окислов алюминия, железа и титана.
Схема латеритного профиля выветривания, установленная Фоксом (Fox, 1932) в Индии, является, повидимому, еще одним типом такого выветривания.
Мощность и строение латеритного профиля очень разнообразны. Наиболее полно он развит на приподнятых пенепленах, где может достигать 150 м мощности. На одном из участков Либерийского щита в экваториальной Африке такой профиль имеет, по данным Б. М. Михайлова (1968), следующее строение (снизу вверх):
1. Коренные породы — серицитхлоритовые известковистые сланцы.
2. Зона выщелачивания — выщелоченные сланцы светлого зеленоватосерого цвета. Порода легко крошится. Мощность 5—15 м.
3. Осветленная зона — глины оранжевосерые и желтоватосерые, рыхлые, с. ясной реликтовой сланцеватостью материнских пород. Здесь происходит гидратация серицита и его переход в каолинит; хлорит также переходит в каолинит. Выделяющееся железо переходит в свободную гидроокись. Мощность 10—15 м.
4. Зона бокситовых глин — глины охристожелтые до красных с заметной реликтовой структурой сланцев. Местами образуются сгустки гидроокислов 1люминия и железа, напоминающие бобовины. Сланцеватость еще выражена. Серицит и хлорит полностью замещены каолинитом и гидроокислами алюминия и железа. Мощность 4—10 м.
5. Зона бокситов. Здесь уже совсем исчезают реликты сланцеватой структуры. Боксит состоит из алюможелезистых бобовин темного краснокоричнеиого цвета, погруженных в тонкодисперсную, обычно коллоидальную, массу того же состава. Попадаются угловатые обломки гиббситизированных сланцев Й участки боксита, напоминающие гальки. Мощность 3—15 м.
В СССР современные латеритные профили не известны, так как у нас нет районов с тропическим климатом. Многие исследователи предполагают, что в некоторые эпохи геологического прошлого такой климат существовал на территории СССР — в то нремя шло формирование латеритного профиля.
Многосторонне влияние рельефа на образование коры выветривания. На выровненном рельефе элювиальный процесс продолжается длительное время, поэтому может сформироваться мощная, сложная кора выветривания. Особенно мощная кора выветривания развивается на приподнятых пенепленах благодари глубокому проникновению грунтовых вод. Уклоны рельефа определяют интенсивность поверхностного размыва, а следовательно, и мощность и полноту развития коры в данной точке. Иногда на самом верху коры выветривания образуется очень прочный железистокремнистый панцирь, предохраняющий кору от размыва. Благодаря панцирю кора может успешно формироваться на довольно крутых (до 30°) склонах. Примером может служить ряд пунктов экваториальной Африки, описанных Михайловым (1968).
Исключительно большое влияние на ход поверхностных процессов и в особенности на образование верхней части коры выветривания, называемой почвой, оказывает органический мир. Почвы обладают характерными морфологическими особенностями и подразделяются на отдельные почвенные горизонты.
Чем дольше протекают элювиальные процессы, тем полнее и глубже происходит разложение материнских пород, а следовательно, тем более мощной и сложной оказывается получающаяся в результате этого кора. Мощные и сложные коры выветривания, известные в различных районах Советского Союза, образовывались обычно в несколько этапов и иногда на протяжении нескольких геологических периодов.
Распространение древних кор выветривания. Кора выветривания формировалась и в прошлом, поэтому мы находим ее остатки в отложениях разного возраста, начиная с докембрия. Однако наибольшее распространение коры выветривания получали лишь в некоторые моменты геологической истории.
Самые древние коры констатированы на поверхности архейских пород в Карелии. Выше их располагаются протерозойские породы. На Калужском поднятии и под Москвой глубокими скважинами встречены коры выветривания, лежащиепод нижним палеозоем. Они представлены преимущественно дресвянистой, гидрослюдистой и иногда каолиновой зонами мощностью до 30 м.