Условия формирования осадочных горных пород

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

1.1 Общая характеристика осадочных горных пород

1.2 Обломочные горные породы

1.3 Химические и органогенные породы

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

2.1 Процесс формирования осадочных горных пород

2.2 Факторы формирования осадочных горных пород

2.3 Формы залегания осадочных горных пород

ГЛАВА 3. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ,СВЯЗАННЫЕ С ОСАДОЧНЫМИ ГОРНЫМИ ПОРОДАМИ

3.1 Механические осадочные месторождения

3.2 Хемогенные осадочные месторождения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ



ВВЕДЕНИЕ

Актуальность данной работы обусловлена тем, что с осадочными горными породами наиболее часто приходится иметь дело при геологических работах, так как более 75% площади материков покрыто осадочными породами.

Осадочная оболочка не достаточно изучена. Во-первых, лишь 29,2% поверхности составляет суша, во-вторых, представления о составе, строении и генезисе глубокозалегающих осадочных толщ, а также залегающих под гидросферой базируются на данных геофизических исследований и теоритических расчетов.Кроме того, с осадочными породами связана подавляющая часть разрабатываемых месторождений полезных ископаемых.

Осадочные породы - гигантская кладовая полезных ископаемых. Стоимость сырья,добываемого из осадочных образований, оценивается в 75-80% от общей стоимости полезных ископаемых, извлекаемыхиз недр. Из осадочных пород добывают практически все топливо, значительную часть руд черных металлов, алюминий, радиоактивное сырье, различные соли. С осадочными горными породами связаны россыпные месторождения золота, титана, олова и других металлов. Осадочные породы-основной источник строительного материала.

Для изучения данного вопроса требуется более тщательный подход.

Целью курсовой работы является определения происхождения и типов осадочных горных пород.

Предметом и объектом исследования являются осадочные горные породы различного происхождения.

Задачи курсовой работы:

1. определить основные типы осадочных горных пород;

2. изучить условия формирования осадочных горных пород;

3. определить месторождения полезных ископаемых, связанных с осадочными горными породами.

Курсовая работа включает: титульный лист, задание на курсовую работу, оглавление, введение,основная часть состоящая из трех глав, в которых содержится основной материал исследования, заключение, в котором подводятся итоги изученной темы, список использованной литературы, приложение. Основной материал дополнен рисунками и схемами, которые помогают наглядно оценить формы залегания, структуру и классификацию осадочных горных пород.

При работе над данной курсовой работой основными источниками информации были труды советских, современных российских и белорусских ученых, особенно: Т.Е. Колосова, Н.М. Страхов,В.Г. Кузнецов, С.А. Вахромеев, Н.В. Логвиненко.

Личный вклад заключался в поиске и обобщении материалов различных авторов, анализе информации и формулировании ряда выводов по данной теме. Я создал каталог классификации осадочных пород с использованием собственного иллюстрированного материала. Иллюстрированный материал был взят в кабинете минералогии имени академика К.И. Лукашова при кафедре динамической геологии БГУ.



ГЛАВА 1.ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

1.1 Общая характеристика осадочных горных пород

Осадочными горными породами называются породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры.

Изучением осадочных горных пород занимается наука литология.

Классификации осадочных горных пород.В формировании осадочных горных пород участвуют различные геологические факторы: разрушение и переотложение продуктов разрушения ранее существовавших пород, механическое и химическое выпадение осадка из воды, жизнедеятельность организмов. Случается, что в образовании той или иной породы принимает участие сразу несколько факторов. При этом некоторые породы могут формироваться различным путем. Так, известняки, могут быть химического, биогенного или обломочного происхождения. Это обстоятельство вызывает существенные трудности при систематизации осадочных пород. Единой схемы их классификации пока не существует.

Но наиболее распространенным способом классификации осадочных пород, принятым в большинстве учебников и руководств является разделения осадочных горных пород по генезису и вещественному составу. Согласно чему по генезису выделяют породы: обломочные, хемогенные,органогенные. Дальнейшее подразделение в пределах крупных генетических групп производится по вещественному и минеральному составу [1, с.91].

Структура осадочных горных пород.Структуру осадочных пород различают по размерам, форме и составу слагающих их частиц. По размерам различают следующие структуры: крупнообломочная, псаммитовая (песчаная), алевритовая (пылеватая), пелитовая (глинистая). По форме частиц породы бывают с окатанной и неокатанной структурой. Для химических пород характерны оолитовая, игольчатая, волокнистая, листоватая и зернистая структуры. Породы органического происхождения имеют биоморфную структуру.

Текстура осадочных горных пород.Текстура чаще всего пористая и компактная. Когда отдельные более крупные частицы скрепляет тонкозернистый материал, называемый цементом, породы получают название сцементированные и характеризуются компактной текстурой.

Подавляющему большинству осадочных пород присуща слоистость: многие осадочные породы представляют собой осадки, отлагавшиеся слоями в течение длительного времени. Отдельные слои отличаются друг от друга составом минеральных зерен, их величиной, окраской. В зависимости от условий накопления пластов, различают слоистость горизонтальную, характерную для морских отложений; косую, характерную для речных отложений; диагональную и перекрестную, характерную для эоловых образований (рисунок 1.1) [2, с.165].

Рисунок 1.1 Типы слоистости осадочных горных пород [2, с.165]

а - горизонтальная, б-косая, в- диагональная, г- перекрестная

1.2 Обломочные горные породы

Обломочные породы- осадочные породы, которые возникли в результате механического разрушения каких-либо пород и накопления образовавшихся обломков. Они состоят из обломков различных пород и минералов.

Классификации обломочных пород.Классификации обломочных пород базируются на структуре обломков и реже на минеральном составе. Чаще применяются классификации, в основу которых положены структурные признаки - размер и форма обломков.

Нижняя граница обломочных пород проводится по размеру 0,005 мм, так как ниже именно этого размерного интервала большинство обломочных частиц теряет признаки первичных пород и минералов, из которых они образованы. И обладая большой суммарной поверхностьючастиц относительно объема, подвергаются окислению, гидратации, гидролизу и замещению новообразованными минералами, преимущественно слоистыми силикатами-глинистыми минералами и хлоритами. Эти частицы, лежащие за пределами размера 0,005 мм, образуют осадки и породы, структуры которых определяются как пелитовые, а сами осадки и породы через структурное название именуются пелитами. С учетом новообразованных, преимущественно глинистых минералов пелитолиты называются также глинистыми породами.

Обломочные осадки и горные породы из частиц крупнее 0,005 ммразделяются по размеру обломков на три группы. Самые мелкие от термина «алеврит», получили название алевритов и алевролитов: следующие по крупности от термина «псаммит», введенного А.Т. Броньяром в 1813 г.,- это псаммиты и псаммитолиты, чаще всего называемые песками и песчаниками. И самые крупные от термина «псефит», предложенного А.Т.Броньяром в том же 1813 г.,-это псефиты и псефитолиты, называемые также крупно -, грубообломочными породами [12, с.43].

Основу грубообломочных пород составляют обломки горных пород различного минерального состава и генезиса: магматические, метаморфические и осадочные. Более мелкие (пески и алевриты) представлены обломками отдельных минералов.

По минеральному составу различают: мономиктовые породы - в которых один минерал составляет не менее 95 %, олигомиктовые - преобладающий минерал составляет 75-95 % и полимиктовые - ни один из минералов не составляет 75 %.

Решающим доказательством существования реальных подразделений внутри обломочных осадков и пород, наличия границ между ними и положения последних является распространение обломочных пород разной крупности в литосфере.

По величине обломков выделяют:

1) грубообломочные породы (псефиты), состоящие в основном из обломков диаметром более 2,0 мм;

2) среднеобломочные (псаммиты), состоящие из обломков диаметром от 2,0 до 0,05 мм;

3) мелкообломочные (алевриты), состоящие из обломков диаметром от 0,05 до 0,005 мм;

4) глинистые породы (пелиты), состоящие в основном из частиц диаметром менее 0,005 мм(см. таблицу) [12, с.45].

Таблица 1 - Классификация обломочных пород [12, с.45]

Размер обломков, мм	Структура породы	Рыхлая структура	Сцементированная структура
		Остро- угольные	Окатанные обломки	Остро- угольные	Окатанные обломки
		Название породы
Более 100	Псефитовая (грубообломочная)	Глыбы	Валуны	Брекчия	Конгло- мерат
10 - 100		Щебень	Галечник
2 - 10		Дресва	Гравий	Дресвяник	Гравелит
2 - 0,05	Псаммитовая (среднеобломочная)	Песок	Песчаник
0,05 - 0,005	Алевролитовые (мелкообломочная)	Алеврит	Алевролит
Менее 0,005	Пелитовая (тонкообломочная)	Пелит (глина)	Аргиллит

Грубообломочные породы.К ним относят породы, состоящие из обломков размером от 2,0 мм до нескольких метров в поперечнике. В зависимости от структуры и текстуры выделяются следующие разновидности пород.

Глыбы -угловатые обломки размером свыше 200 мм, щебень -угловатые обломки размером от 200 до 40 мм и дресва - от 40 до 2,0 мм. Если же обломки указанных размеров окатанные, то их соответственно называют валунами, галькой и гравием (см. приложение А).

Сцементированныйщебень и дресва называются брекчией.Особого внимания заслуживают рудные брекчии, в цементе которых нередко присутствуют промышленные скопленияруд меди, свинца, цинка и других металлов, а сцементированные галька и гравий -конгломератом.

Конгломераты широко распространены среди древних морских отложений. В конгломератах встречаются промышленные концентрации золота и урана(рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 Ледниковый конгломерат и песчаник. Воложинский район около аг. Раков (фото автора)

Среднеобломочные породы.К ним относят широко распространенные в природе пески и песчаники. Пески представляют собой рыхлые скопления обломков размером от 2,0 до 0,05 мм, а песчаники -сцементированные между собой обломки той же величины (см.приложение А).

Мелкообломочные породы.К мелкообломочным породам относятся породы, состоящие из обломков размерами от 0,05 до 0,005 мм. Рыхлые скопления таких обломков называются алевритами, а сцементированные - алевролитам.

Одним из широко распространенных представителей алевритов является лёсс-светлая желтая порода, состоящая из обломков кварца и полевых шпатов.

Алевролиты - сцементированные породы разнообразной окраски, часто имеют тонкослоистое плитчатое строение (см. приложение Б).

Смешанные породы.К ним относятся супеси, содержащие наряду с песчаными до 20-30% глинистых частиц, и суглинки, в которых количество глинистых частиц увеличивается до 40-50%. Соответственно с этим меняются и свойства пород, что, прежде всего, выражается в уменьшении пластичности при намокании от глин к пескам (см. приложение В).

Глинистые породы.Наиболее распространенными осадочными породами являются глинистые, на долю которых приходится больше 50% от объема всех осадочных пород.

Глинистые породы в основном состоят из мельчайших (меньше 0,02 мм) кристаллических зерен глинистых минералов. Кроме того, в их состав входят столь же мелкие зерна хлоритов, окислов и гидроокислов алюминия, глауконита, опала и других минералов, являющихся продуктами химического разрушения различных пород и отчасти глинистых минералов. Третья составляющая глинистых пород - разнообразные обломки размерами меньше 0,01 мм [3, с.102].

Образуются глинистые породы в результате химических процессов, ведущих к накоплению глинистых минералов, и одновременном приносе мельчайших обломочных частиц.

По степени литифицированности среди глинистых пород выделяются глины, и аргиллиты - сильно уплотненные глины(см.приложение Г).

1.3 Химические и органогенные породы

Химические и органогенные породы в подавляющем большинстве своем образуются в водных бассейнах. Первые - путем выпадения осадков из растворов; вторые - в результате накапливания отмирающих организмов. Все эти осадки в результате последующего перерождения (диагенеза) превращаются в горные породы химического и органического происхождения.

Структура.Для хемогенных пород структура определяется размерами кристаллов слагающих их минералов.

Органогенные породы, если они сложены из хорошо сохранившихся организмов, имеют биоморфную структуру, а если представлены обломками скелетных образований животных или растительных организмов, то детритовая [1, с.158].

Классификации.Классификации хемогенных и органогенных пород производятся по химическому составу слагающих их минералов.

Выделяются следующие химико-минералогические классы пород:

- карбонатные;

- кремнистые;

- галоидные и сульфатные;

- железистые;

- фосфатные;

-каустобиолиты.

Класс карбонатных пород.Из карбонатных пород наиболее широко распространены известняки, состоящие в основном из кальцита с примесью глинистых, алевритовых и песчаных частиц. Образуются главным образом в морях и океанах, реже в озерах. Другие распространенные породы данного класса: доломиты и мергели.

Известняк -осадочная карбонатная горная порода, состоящая в основном из кальцита или кальцитовых скелетных остатков организмов, редко - из арагонита.

Доломит-осадочная карбонатная горная порода, состоящая на 95% и более из минерала доломита.

Мергель -осадочная камнеподобная горная порода смешанного глинисто-карбонатного состава: 50-75% карбонат (кальцит, реже доломит), 25-50 % - нерастворимый остаток (см. приложение Д).

Класс кремнистыхпород.Кремнистая порода более чем на 50 % состоит из кремнезема и имеет органическое, химическое и вулканогенно-осадочное происхождение.

Главнейшими представителями кремнистых пород являются следующие:

Диатомит-осадочная горная порода, лёгкая тонкопористая кремнистая порода, рыхлая или плотная, состоящая в своей основной массе из опаловых створок диатомовых водорослей или их обломков.

Трепел- рыхлая или слабо сцементированная, тонкопористая опаловая осадочная порода. Отличается от диатомита малым содержанием органических остатков; состоит из мелких сферических опаловых телец (глобул), с примесью глинистых минералов, глауконита, кварца, полевых шпатов.

Опока- микропористая кремнистая осадочная горная порода, сложенная аморфным кремнезёмом (опалом, до 98%) с примесью глинистого вещества, скелетных частей организмов (диатомей, радиолярий и спикул кремнёвых губок), минеральных зёрен (кварца, полевых шпатов, глауконита).

Кремень-минеральное образование, состоящее из кристаллического и аморфного кремнезёма (опала, халцедона или кварца).Кремень широко распространён в природе в виде конкреций, линз и пластов, залегающих согласно среди известняков и меловых отложений (см. приложение Ж).

Класс галоидных и сульфатных пород. Галоидные и сульфатные породы образуются путем выпадения слагающих их минералов из пересыщенных водных растворов. Эти типично хемогенные породы называются эвапориты. Состоят главным образом из хлоридов и сульфатов Na, К, Са и Mg. Среди галоидных пород наиболее распространенной является каменная соль, а из сульфатных - гипс и ангидрит.

Каменная соль, или галит, представляет собой зернисто-кристаллическую массу. Соленая на вкус, легко растворяется в воде. Каменная соль встречается в виде более или менее мощных сплошных масс и в виде примесей в обломочных породах и глинах.

Гипс, как и галит, в породе встречается в виде мелкозернистых кристаллических светлоокрашенных скоплений. Характерны для этой породы небольшая твердость и небольшой удельный вес. Часто встречается среди глин, песков и песчаников в виде мелких рассеянных зерен или друз кристаллов.

Ангидрит - серая плотная зернисто-кристаллическая порода с большей твердостью и удельным весом, чем гипс. Ангидрит встречается на глубинах более 70-100 м; в тех редких случаях, когда выходит на дневную поверхность, вследствие процессов гидратации переходит в гипс (см. приложение И).

Класс алюминиевых пород (аллитов).К аллитам относятся латериты и бокситы.

Латериты -поверхностные образования, возникшие в результате физического и химического выветривания кристаллических богатых полевыми шпатами пород в условиях жаркого и влажного климата.

Бокситы -горнаяпорода, состоящая из нескольких минералов - гидроксидов алюминия. Обычно бокситы представляют собой землистую глиноподобную массу. Главные рудообразующие минералы бокситов: диаспор, гётит, гидрогётит, гидрогематит,хлориты, ильменит (см. приложение К).

Класс железистыхпород. Железистыми осадочными породами считают те, где его присутствует более 10%, а рудами - более 30%.

Железистые породы образуются в результате выветривания магматических и метаморфических пород.

Наиболее распространенными железистыми породами являются лимониты, представляющие собой гидроксид железа с песчаным или глинистым материалом;сидериты, шамозиты, железистые кварциты(см. приложение Л).

Класс фосфатных пород. К ним относятся песчаники и глины, обогащенные кальциевыми солями фосфорной кислоты с содержанием до 40%. Фосфориты образуются путем выпадения химического осадка в морских условиях (см. приложение М).

Класс каустобиолитов.Каустобиолиты-в переводе с греческого языка «горючие камни». Образуются из остатков растительных и животных организмов под влиянием биохимических, химических и геологических факторов[4, с.102].

В настоящее время по условиям образования данные породы делятся на каустобиолиты угольного ряда (торф, ископаемые угли, горючие сланцы, янтарь) и каустобиолиты нефтяного ряда (природные битумы: нефти, мальты, асфальты, озокерит, природный газ) (см. приложение Н).

Можно сделать вывод, что осадочные горные породы -образовались в результате осаждения солей в высыхающих водоемах следовательно этохимические осадки, из скопления остатков растительного и животного мира это органогенные, а также в результате разрушения массивных горных пород магматического или осадочного происхождения этообломочные.

Классификация осадочных горных пород дается по их генезису и вещественному составу.



ГЛАВА 2.УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

2.1 Процесс формирования осадочных горных пород

Процесс формирования осадочной горной породы называется литогенезом и состоит из нескольких стадий:

1) образование осадочного материала;

2) перенос осадочного материала;

3) седиментогенез - накопление осадка;

4) диагенез - преобразование осадка в осадочную горную породу;

5) катагенез - стадия существования осадочной породы в зоне стратисферы;

6) метагенез - стадия глубокого преобразования осадочной породы в глубинных зонах земной коры (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 Схема образования осадочных горных пород[15]

Образование осадочного материала.Образование осадочного материала происходит за счет действия различных факторов- влияния колебаний температуры, воздействия атмосферы, воды и организмов на горные породы. Все эти процессы приводят к изменению и разрушению пород и объединяются одним термином выветривание.

Различают выветривание механическое, когда раздробление пород происходит вследствие тектонических процессов, деятельности воды, ветра, льда, под влиянием силы тяжести и других причин.Химическое выветривание связано с тем, что многие минералы, оказавшись у поверхности Земли, вступают в различные химические реакции. Объём их при этом увеличивается, и горная порода разрушается. Основными факторами этого типа выветривания являются атмосферная и грунтовая вода, свободные кислород и углекислота, растворенные в воде органические и некоторые минеральные кислоты.

К процессам химического выветривания относятся окисление, гидратация, растворение и гидролиз. Химическое разложение протекает одновременно с механическим раздроблением. Физическое (морозное) выветривание протекает под влиянием колебаний температуры, вследствие чего минералы, слагающие породы, испытывают попеременно то сжатие, то расширение. Это приводит к образованию трещин и в конечном итоге к разрушению пород. Особенно активно физическое выветривание в районах с континентальным климатом, где отмечается существенная разница суточных и сезонных температур. Биологическое выветривание производят живые организмы[8, с.6].

Перенос осадочного материала.Осадочный материал обычно не остается на месте, а переносится под действием различных факторов в те участки земной поверхности, где существуют условия, благоприятные для его накопления и захоронения.

Перенос осуществляется главным образом с помощью воды и ветра; кроме них заметную роль в перемещении осадков играют движущиеся ледники, айсберги и прибрежные льды, а также связанные с проявлением силы тяжести оползни, осыпи, обвалы; а также живые организмы. Чем меньше частицы, тем дальше они могут быть перемещены.

Главной транспортирующей силой на Земле служит вода, которая в районах с избыточными осадками в форме грунтовых вод, вод источников, речной и озерной воды стремится под уклон к океану, формируя при этом морфологию поверхности. В зависимости от размеров и характера переносимого водой материала, он транспортируется либо путем перекатывания, либо во взвешенном состоянии или в растворенном виде. При понижении скорости течения происходит последовательное отложение обломков согласно закону механической осадочной дифференциации: глыбы - валуны - галька - гравий - песок - алеврит - пелит.Продукты выветривания распределяются, таким образом, по всей поверхности Земли, подвергаются при этом сортировке и, наконец, отлагаются в виде осадков в самых глубоких местах или на материках.

Седиментогенез - накопление осадка.Транспортируемый осадочный материал осаждается в пониженных участках рельефа.

Длительное и устойчивое погружение области осадконакопления предопределяет образование мощной, однородной осадочной толщи. В случае частой смены тектонического режима происходит переслаивание осадков, различных по составу и строению.

В процессе переноса и осаждения осадочного материала под влиянием механических, химических, биологических и физико-химических процессов происходит его сортировка и избирательный переход в твердую фазу растворенных и газообразных веществ. Этот процесс называется осадочной дифференциацией. Образовавшиеся в результате осадочные породы в большинстве своем отличаются от магматических и метаморфических более простым химическим составом, высокой концентрацией отдельных компонентов или более высокой степенью однородности частиц по размеру.

Диагенез.Превращение осадка в горную породу называется диагенезом. Этот процесс заключается в оседании осадка, его накоплении, постепенном уплотнении, обезвоживании и кристаллизации.

Осадок, накопившийся на дне водоема или на поверхности суши, обычно представляет собой неравновесную систему, состоящую из твердой, жидкой и газовой фазы. Между составными частями осадка начинается физико-химическое взаимодействие.Активное участие в преобразовании осадков принимают обитающие в иле организмы.

Во время диагенеза происходит уплотнение осадка под тяжестью образующихся выше него слоев, обезвоживание, перекристаллизация. Продолжительность стадии диагенеза изменяется в широких пределах, достигая десятков и даже сотен тысяч лет[8, с.76].

Катагенез.В стадию катагенеза осадочные породы претерпевают существенные преобразования, сопровождаемые изменением химико-минералогического состава, строения и физических свойств. Основными факторами преобразования пород являются температура, давление, вода, растворенные в ней соли и газообразные компоненты, окислительно-восстановительный потенциал и радиоактивное излучение.

В процессе катагенеза происходит уплотнение пород, их обезвоживание, растворение неустойчивых соединений, а также перекристаллизация и образование новых минералов.

Метагенез.На стадии метагенеза происходит максимальное уплотнение осадочных пород, меняется их минеральный состав, структура. Преобразование пород происходит под влиянием тех же факторов, что и при катагенезе, но температура более высокая (200-300°С), выше минерализация и газонасыщенность вод.

Изменение структуры пород проявляется в укрупнении размера зерен, в упорядочении их ориентировки, перекристаллизации с исчезновением фаунистических остатков. Завершается стадия метагенеза переходом осадочных пород в метаморфические[1, с.62].

Таким образом, история образования осадочных горных пород и их последующего изменения в условиях прогибания земной коры может быть выражена следующей схемой: седиментация или седиментогенез --› диагенез --› катагенез --› метагенез --› метаморфизм и образование метаморфических горных пород. Этот процесс может быть прерван в любой стадии тектоническими движениями и осадочные горные породы могут быть подняты к поверхности в зону гипергенеза.



2.2 Факторы формирования осадочных горных пород

Формирование осадочных горных пород- сложный природный процесс, происходящий в различных условиях, которые определяются разнообразными факторами и силами земной и космической природы. Среди них ведущую роль играют тектонические процессы. Огромное влияние на осадкообразование оказывают климат, рельеф, жизнедеятельность животных и растительных организмов, но все эти факторы в значительной степени регламентируются тектоникой. Кроме того, на образование осадочных пород накладывают отпечаток газовый состав атмосферы, солевой состав и минерализация вод гидросферы, кислотность среды, интенсивность и формы проявления вулканической деятельности, состав пород в областях питания и некоторые другие.

1. Тектонические колебательные движения.Тектонические колебательные движения способствуют трансгрессии и регрессии морских водоемов и, следовательно, перемещение береговых линий. Это отражается на составе и строении отлагающихся осадков. В ряде случаев в результате регрессии могут образоваться обширные мелководные водоемы, имеющие ограниченную связь с открытым морем. В условиях жаркого засушливого климата соленость вод таких бассейнов существенно возрастает, что может вызвать осаждение различных солей.

Вследствие тектонических движений изменяются положение областей сноса осадочного материала на континентах, рельеф поверхности, скорость течения рек и временных потоков, что сказывается на минеральном составе и размере обломочного материала.

Тектонический режим в значительной мере определяет скорость накопления осадочного материала. Установлено, что в геосинклиналях она выше, чем на платформах. По данным В.Е.Хаина и А.Б.Ронова, средняя скорость накопления осадков в этих областях соответственно составляла 30-320 и 3-13 мм за 1000 лет. Cкорость накопления осадков на равнинах ниже, чем в предгорьях, а в центральных частях океанических бассейнов - ниже, чем в прибрежных областях.

2.Рельеф.Существенную роль в формировании осадочных пород играет рельеф поверхности суши и дна водоемов. В горных районах может образовываться и перемещаться крупный обломочный материал-от первых миллиметров до нескольких метров. В равнинных областях обычно формируется мелкий обломочный материал, составляющий доли миллиметра. При скорости течения равнинных рек до 0,3-0,5 м/с может переноситься песок, алеврит, пелитовые частицы. Горные реки, скорость течения которых достигает 8-10 м/с, способны переносить валуны и даже глыбы.

В морских условиях рельеф дна бассейна в значительной мере определяет характер распределения осадка. Пониженные элементы рельефа благоприятны для его накопления, а приподнятые нередко подвергаются размыву, при этом в первую очередь уносятся наиболее мелкие частицы, и вследствие этого происходит относительное обогащение осадка крупными частицами. При крутом уклоне дна более 20-30° осадочный обломочный материал, не задерживаясь в прибрежной зоне, скатывается на глубину и отлагается на уступах или в зоне выполаживания рельефа дна.

3.Климат.Климат также оказывает большое влияние на формирование осадочных пород. Сам он определяется многими причинами и факторами, среди которых ведущую роль играют интенсивность солнечной радиации, положение участков поверхности Земли относительно Солнца, прозрачность и состав атмосферы, гипсометрия суши, соотношение площадей суши и моря, интенсивность теплового потока Земли и все эти факторы в значительной мере определяются тектоническими причинами.

Учитывая важную роль климата на разных этапах образования осадочных пород, Н.М.Страховвыделил четыре климатических типа литогенеза:

1) ледовый;

2) гумидный;

3) аридный;

4) аклиматический, вулканогенно-осадочный.

1) Ледовый тип литогенеза. Он характеризуется тем, что основная часть осадочного материала образуется в результате механического выветривания скал ледником. Перенос осадочного материала, осуществляется, таким образом, в основном ледниками и в незначительной степени водой подледниковых ручьев. В области осадконакопления отлагается неотсортированный по размеру материал, из которого затем формируются породы мореного типа. В современную эпоху ледовый тип литогенеза развит на континентальных массивах высоких широт и в горных районах, выше снеговой линии.

2) Гумидный тип литогенеза.Этот тип характеризуется тем, что осадочный материал образуется не только в результате механического выветривания, но и за счет химического разложения и жизнедеятельности организмов. Поскольку гумидный тип литогенеза осуществляется в различных климатических обстановках (тропической, субтропической, умеренной и даже арктической), то осадки имеют свои специфические особенности, влияющие на облик образующихся из них породы.

3) Аридный тип литогенеза. Этот тип литогенеза развивается в обстановке пониженной влажности и повышенной температуры. Он характерен для континентов, но может быть развит и во внутриконтинентальных озерных и морских бассейнах.

Осадочный материал в областях аридного литогенеза образуется главным образом, за счет механического выветривания выходящих на поверхность пород, в результате химического осаждения солей, а также вследствие жизнедеятельности организмов. Часть осадочного материала поступает из располагающихся по соседству областей гумидного климата вместе с мощными временными потоками, ручьями и реками. Для данного типа литогенеза характерны следующие породы: эоловые пески и песчаники, глинисто-алевритовые образования, известняки, доломиты, гипсы, ангидриты, каменная соль и некоторые другие[8, с.137].

4) Аклиматический (вулканогенно-осадочный) тип литогенеза. Он не связан с климатом и присущ областям вулканической активности, которые располагаются в различных климатических зонах. В этом случае осадочный материал в значительной мере поставляется вулканами в виде вулканического пепла, вулканических бомб.

В современную эпоху преобладает гумидный тип литогенеза, который господствует уже в течение длительного времени. На ранних этапах геологической истории Земли основная роль принадлежала вулканогенно-осадочному типу литогенеза[8, с.146].

4.Жизнедеятельность организмов.Жизнедеятельность организмов, как уже отмечалось, существенным образом отражается на осадочном породообразовании. Многие водные организмы строят свои скелеты, заимствуя химические соединения из воды морских бассейнов. После отмирания организмов их минеральные скелеты поступают в осадок и нередко образуют скопления большой мощности.

В осадках водоемов гумидных областей содержание органического вещества выше, чем в осадках аридных; в глинистых илах - больше, чем в песках и алевритах. В результате жизнедеятельности некоторых организмов формируются рифовые карбонатные постройки, образуются такие специфические породы, как каменные угли, фосфориты, диатомиты.

2.3 Формы залегания осадочных горных пород

Первичной формой залегания осадочных горных пород является слой, или пласт (рисунок 2.2)[9, с.126].



Рисунок 2.2 Слоистое залегание осадочных пород[9, с.126]

Пластом называется геологическое тело, сложенное однородной осадочной породой, ограниченное двумя параллельными поверхностями напластования, имеющее примерно постоянную мощность и занимающее значительную площадь. Слои горных пород можно наблюдать в обнажениях. Обнажением слоев горных пород называется выход их на поверхность Земли.

Взаимное расположение пластов может быть согласным или несогласным.

При согласном залегании пород границы пластов практически параллельны.Такое положение границ сохраняется и при наклонном и складчатом залегании пластов. Характерной особенностью согласного залегания, также является последовательное залегание более молодых пластов на более древних. Формирование пород происходило в условиях последовательного погружения и непрерывного накопления осадков(рисунок 2.3)[9, с.128].

Рисунок 2.3 Согласное залегание пластов горных пород[9, с.128]

При более сложном геологическом развитии породы могут оказаться в условиях несогласного залегания.Особенностью этого вида залегания является наличие в разрезе несогласия, свидетельствующей о наличии перерыва в осадконакоплении.Для осадочных пород характерна пластообразная форма и пологое, близкое к горизонтальному первичное залегание. Под воздействием главным образом тектонических процессов происходит нарушение залегания или дислокация пластов и создаются различные вторичные структуры; односторонний или моноклинальный наклон, разнообразные по своей форме и величине складки, часто осложнённые сбросами и другими разрывными нарушениями(рисунок 2.4) [9, с.129].

Рисунок 2.4 Несогласное залегание пластов горных пород[9, с.129]

Можно сделать вывод, что осадочные горные породы образовались на поверхности литосферы в результате накопления минеральных масс, полученных в процессе разрушения магматических, метаморфических и осадочных горных пород. Процессы разрушения горных пород литосферы и накопления новых пород на поверхности Земли идут повсеместно: в пустынях, где работу ведет ветер; вдоль морских и океанических берегов, где волны перемещают обломочный материал; на дне глубоких частей морей и океанов, где отмирающие организмы дают начало толщам осадочных пород. Условия образования накладывают существенный отпечаток на облик осадочных пород. В одних случаях они состоят из обломков ранее разрушенных горных пород, в других - из скопления органических остатков, в третьих - из кристаллических зерен, выпавших из раствора.



ГЛАВА 3. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, СВЯЗАННЫЕ С ОСАДОЧНЫМИ ГОРНЫМИ ПОРОДАМИ

осадочный горный порода месторождение

Осадочные месторождения полезных ископаемых - залежи полезных ископаемых, формирующиеся в процессе осадконакопления на дне водоёмов.

Образование осадочных месторождений происходит по схеме: разрушение горных пород и древних месторождений - перенос материала - отложение - диагенез осадков. Важную роль в формировании месторождений осадочного типа играет жизнедеятельность организмов, особенно при образовании месторождений железных, марганцевых, урановых - руд; угля, нефти, горючих сланцев, бокситов.

Классификация осадочных месторождений.Классификация осадочных месторождений основано по способу их образования.

Это месторождения:

1) механические (обломочные) - россыпи;

2) хемогенные;

3) биогенные и биогеохимические.

3.1 Механические осадочные месторождения

Механические осадочные месторождения образуются за счет минерала, возникшего при физическом выветривании. При переносе взвешенное вещество осаждается последовательно в зависимости от формы, размера частиц, их удельного веса. Среди механических осадков условно выделяют месторождения:

- обломочных пород;

- россыпи.

Месторождения обломочных пород. Механические обломочные месторождения образуются под действием водных потоков в долинах рек, озерных и прибрежных зон морей. Основная масса осадочного материала поступает в виде твердых частиц разного размера и в растворенном состоянии (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 Месторождение обломочных пород[15]

Месторождения обломочных пород в Республики Беларусь представлены прежде всего: различными песками (стекольные пески, формовочные пески, песчано-гравийные смеси) и глинами.

Пески.Стекольные пески Беларуси разведаны в Гомельской (Лоевское месторождение) и Брестской (Городное месторождение) областях. Их общие запасы 15 млн м3. Стекольные пески пригодны для получения оконного и тарного стекла.

Формовочные пески Беларуси - Жлобинский и Добрушский районы, запасы - 100 млн т.

Песчано-гравийные смеси - север и центр Беларуси, 136 месторождений с общими запасами более 700 млн м3; эксплуатируется 82 месторождения, суммарные запасы - 660 млн т. Они применяются, в основном, для приготовления бетонов и строительных растворов.

Глины.Месторождения расположены на юге Беларуси. Разведано более 210 месторождений легкоплавких глин (Витебская обл.) с общими запасами около 200 млн м3. Разрабатывается более 110 месторождений, ежегодно добывается 2,5-3,5 млн м3 сырья.

Тугоплавкие глины - на юге Беларуси (Лунинецкий, Лоевский, Столинский районы), около 20 месторождений.

Россыпи.Россыпные месторождения - образуются вследствие концентрации полезных минералов среди обломочных отложений, возникающих при разрушении и переотложении вещества горных пород. Наиболее важными являются следующие россыпные месторождения:

- золотоносные россыпи;(рисунок 3.2)

- россыпи платины и металлов платиновой группы;

- алмазоносные россыпи.

Рисунок 3.2 Россыпи золота. Аляска [15]

Разрабатывают россыпи золота, касситерита, вольфрама, циркона, алмазов. Широко известны россыпи месторождения золота в Сибири, на Аляске, в Калифорнии, Восточной Австралии и многих других местах. Большая часть россыпей золота приурочена к аллювиальным отложениям. Мировой известностью пользуются россыпи касситерита на Малаккском полуострове и островах Банка и Белитунг в Индонезии, алмазов в Южной Африке, танталита и колумбита в Нигерии.

3.2 Хемогенные осадочные месторождения

Хемогенными называются осадочные месторождения, которые образуются в результате осаждения полезных компонентов из истинных или коллоидных растворов в морях, озерах, болотах.

Источником для образования месторождений является морская вода, а также продукты химического выветривания горных пород и руд. Растворенные вещества отлагаются на дне водоемов в виде химических осадков путем кристаллизации из истинных растворов. Для образования соляных месторождений требуется существование баров, создающих узкие заливы, через которые проходит ограниченное количество морской воды. Второе необходимое условие - природный климат в районе залива. [4, с.59].

Рисунок 3.3. Никопольское месторождения марганцевых руд.Украина [15]

Месторождения железных руд -оз. Верхнее, Керчь, КМА, месторождения Тюрингии.

Месторождения марганцевых руд стран СНГ: Усинское, Никополь (см. рисунок 3.3).

Месторождения бокситов: Венгрия, Ямайка, Индия.

Месторождения радиоактивных, цветных и редких металлов - U, Cu, V, Mo, Sr, Ge (Мансфельд в Германии, Кольм в Швеции)[4, с.124].

В Республике Беларусь имеются значительные хемогенные осадочные месторождения.

Основными хемогенными полезными ископаемыми являются: калийные и каменные соли, гипс, доломиты.

Калийные соли.Калийные соли-основное минеральное богатство Беларуси, важнейший экспортный товар. Они залегают в Припятском прогибе и связаны с нижней и верхней солевыми толщами верхнего девона.

Основные месторождения калийной соли в Беларуси- Старобинское (запасы 2,7 млрд т) - разрабатывается, Петриковское (запасы 1,28 млрд т) и Октябрьское месторождения (запасы 637,2 млн т).

Общие промышленные запасы калийных солей - более 5 млрд т, по этому показателю Беларусь занимает 3 место в мире после Канады и России.

Промышленная добыча калийной соли была начата в 1961 году, сейчас годовая добыча калийных солей в Беларуси составляет около 20 млн тонн, из которых ежегодно производится более 8 млн т калийных удобрений.

Каменная соль.Каменная соль - одно из важнейших полезных ископаемых Беларуси. Ее ресурсы, приуроченные к девонским солевым толщам Припятского прогиба, практически неисчерпаемы.

В настоящее время разведаны три крупнейших месторождения: Мозырское, Старобинское и Давыдовское. Два первых эксплуатируются.

Суммарные запасы - около 22 млрд т.

Доломиты.Месторождения доломита в Беларуси расположены на Оршанской впадине, приурочены к девонским отложениям.Разведанное и разрабатываемое месторождение доломитов-Руба (Витебский район). Среднее содержание карбонатов около 94 %.

Месторождение разрабатывается открытым способом (карьер Гралево). Ежегодная добыча 3-4 млн т доломита. Основная продукция -доломитовая мука для известкования кислых почв.

Общие разведанные запасы месторождения составляют 755 млн т.

3.3 Биогенные и биохимические осадочные месторождения

К биогенным и биохимическим относятся месторождения, образованные в результате жизнедеятельности и отмирания организмов в биосфере. При этом формируются месторождения известняков, диатомитов, доломитов, фосфоритов, серы, ванадия, урана, а также горючих полезных ископаемых - угля, торфа.

Месторождения угля, горючих сланцев, торфа являются результатом накопления и изменения органических остатков. Кроме того, многие морские организмы содержат ряд элементов в количествах, во много раз превышающих их содержание в литосфере. К таким элементам относятся P, Zn, Ge, Be, Sr, Mn, Br.

Полезные ископаемые биохимического и биогенного происхождения.

Фосфориты.Месторождения фосфоритов образуются за счет фосфора, содержащегося в остатках морских животных. Фосфориты - преимущественно морские породы, однако в редких случаях они могут образовываться и на суше, например в корах выветривания известняков в аридном климате. В морях они отчетливо тяготеют мелководным обстановкам: к шельфу и отмелям, а в общем, к тем участкам, где остатки организмов успевают в условиях открытой или закрытой по отношению к морской воде системы преобразоваться так, что входящие в их состав фосфаты не рассеиваются, а концентрируются в виде микроконкреций.Их накоплению способствовала массовая гибель живых организмов в связи с регрессией, трансгрессией моря, изменениями режима жизни.Установлена стратиграфическая приуроченность главных накоплений фосфоритов в венде - кембрии, перми, мелу.

Фосфориты делятся на 2 генетические группы: морские и континентальные. Среди морских выделяются следующие литогенетические типы фосфоритов: микрозернистые, зернистые, желваковые и ракушечные. Названия типам даны структурно-петрографические, но их различия гораздо более глубокие: они приурочены к разным геологическим формациям, концентрируются в разных фосфоритоносных провинциях.Месторождения формируются вблизи современных или древних краевых частей континентов.

Известно более 20 крупных рудоносных бассейнов. Основные провинции: Скалистых Гор, Восточно-Африканской береговой равнины, Русской платформы (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 Биохимическое месторождение фосфоритов [15]

Самородная сера. Самородная сера формируется в виде месторождений также биохимическим путем за счет микробов, способных восстанавливать сернистые соли до сероводорода.

Горючие полезные ископаемые.Ониобразуются из низших и высших растительных остатков, а также микроорганизмов.

Они представляют собой литифицированные концентрации углеродистого органического вещества: торф, лигнин, бурые, каменные угли, горючие сланцы.

Такие горючие полезные ископаемые как нефть, газ, а также ископаемый уголь образовались из отложений когда-то живших организмов под воздействием высокой температуры, давления и анаэробного разложения погребённых под слоем осадочных пород мёртвых организмов. Возраст организмов в зависимости от вида ископаемого топлива составляет, как правило, миллионы лет, а иногда превышает 650 миллионов лет. Более 80 % нефти и газа, которые используются в настоящее время, сформировались в наслоениях, которые образовались в мезозое и в третичный период между 180 и 30 млн лет назад из морских микроорганизмов, накопившихся в виде осадочных пород на морском дне.

Геологические условия формирования горючих полезных ископаемых определяются тем, что они образуются в заболоченных озерах, котловинах, долинах при тектоническом режиме стабильного опускания. Который является оптимальным для торфонакопления и углеобразования (200 см за 1000 лет). Благоприятным является гумидный климат [8, с.104].

Основные месторождения углей сосредоточены в России, США, Китае, Германии, ЮАР, Украине, Австралии (рисунок 3.5).



Рисунок 3.5 Биогенное месторождение каменного угля [15]

Нефтегазоносные осадочные бассейны обычно связаны с определенными геологическими структурами. Практически все крупные залежи нефти приурочены к участкам земной коры, которые в течение длительного времени испытывали прогибание, в результате чего там накопились особенно мощные осадочные толщи.

Большая часть нефтяных месторождений рассредоточена по шести регионам мира и приурочена к внутриматериковым территориям и окраинам материков:

1) Персидский залив;

2) Мексиканский залив;

3) острова Малайского архипелага и Новая Гвинея;

4) Западная Сибирь;

5) Аляска;

6) Северное море.

Мировые запасы нефти составляют более 132,7 млрд. т. Из них 74% приходится на Азию, в том числе Ближний Восток (более 66%). Наибольшими запасами нефти обладают: Саудовская Аравия, Россия, Ирак, ОАЭ, Кувейт, Иран, Венесуэла[15].

В Республике Беларусь основными биогенными и биохимическими полезными ископаемыми являются: мел, мергель, фосфориты, нефть и газ, горючий сланец, бурый уголь, торф.

Мел и мергель.Месторождения мела и мергелей расположены в основном на востоке Беларуси, встречаются на западе страны. На площадях их неглубокого залегания, главным образом, в Кричевском, Климовичском, Костюковичском и Чериковском районах Могилевской области, Волковысском и Гродненском районах Гродненской области разведан целый ряд месторождений. Одни из них (например, Кричевское) представлены писчим мелом, другие (Коммунарское) - мергелем, третьи (Каменка) - мергелем и писчим мелом.

Суммарные запасы -около 270 млн т.

Фосфориты.Месторождения фосфоритов в Беларуси расположены на Оршанской впадине, приурочены верхнемеловым отложениям.

Разведанные месторождения фосфоритов - Мстиславское (запасы 175 млн т), Лобковичское (запасы 246 млн т).

Нефть и газ.Белорусские месторождения нефти и попутного газа расположены в восточной части Припятского прогиба.

На 2010 год было обнаружено и разведано около 75 месторождений, крупнейшие из которых: Речицкое, Осташковичское и Вишанское.

Почти все нефтяные залежи месторождений приурочены к девонским отложениям (подсолевая терригенная, подсолевая карбонатная, межсолевая, верхняя солевая толщи девона), и лишь 2 залежи - к верхнепротерозойским.

Промышленная добыча началась в 1965 и за все время было добыто уже более 115 млн тонн. Сейчас ежегодная добыча нефти составляет 1,5 млн т в год (для нужд республики необходимо более 12 млн т нефти в год). Максимальная годовая добыча была в 1975 г. - 8 млн т.

Горючие сланцы.Месторождения горючих сланцев Беларуси - Любанское и Туровское, приурочены к над солевой девонской толще Припятского прогиба. Качество низкое - высокая зольность.

Прогнозные ресурсы горючих сланцев в Припятскомсланценосном бассейне до глубины 600 м составляют 11 млрд т, в том числе до глубины 300 м - 5,5 млрд т.

Бурые угли.Месторождения бурых углей Беларуси обнаружены в отложениях различного возраста: в карбоне, юре, палеогене и неогене. Однако наибольшую ценность пока представляют именно неогеновые угли.

В западной части Припятского прогиба выявлено 3 месторождения именно неогенового возраста: Житковичское, Бриневское и Тонежское. Глубина залегания 20-80 м, что позволяет добывать угли открытым способом.

Запасы на этих 3 месторождениях - более 100 млн т.

Торф.Месторождения торфа в Беларуси распространены почти повсеместно, возраст этого полезного ископаемого четвертичный.

В Беларуси выявлено около 9200 месторождений, в которых сосредоточено 3 млрд т торфа. Эксплуатируется порядка 400 месторождений, ежегодно добывается 13-15 млн т. За все годы разработки торфяных залежей добыто 1,1 млрд т торфа.

Можно сделать вывод, что осадочными называются месторождения, образованные непосредственно при седиментации и диагенезе осадков. Выделяют механические осадочные месторождения, химические осадочные месторождения и биохимические осадочные месторождения.

Осадочные месторождения полезных ископаемых пользуются широким распространением и имеют важное промышленное значение. Поскольку к ним относятся: месторождения энергетического и химического сырья,металлических полезных ископаемых.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе были достигнуты поставленные задачи, а,следовательно, и поставленная цель- изучение происхождения и типов осадочных горных пород.

Поставленные задачи:

1. Определить основные типы осадочных горных пород;

2. Изучить условия формирования осадочных горных пород

3.Определить месторождения полезных ископаемых, связанных с осадочными горными породам.

Таким образом, написав данную работу, можно сделать следующие выводы.

Осадочные горные породы образуются в результате сложного комплекса химических, физико-химических, биохимических процессов.Среди них выделяются морские и континентальные отложения. Образованию осадочных пород предшествует разрушение ранее, существующих пород, т.е. это вторичные породы. По способу образования среди осадочных горных пород выделяют обломочные, химические и органогенные.

В ходе проведенного анализа темы были сформулированы выводы:

1. Осадочные горные породы - один из видов горных пород, которые образовались в результате осаждения солей в высыхающих водоемах - хемогенные осадки, скопления остатков растительного и животного мира - органогенные, а также в результате разрушения массивных горных пород магматического или осадочного происхождения - обломочные.

Характерной особенностью осадочных пород является то, что все они молодые, рыхлые и залегают в виде пластов неглубоко от поверхности земли, покрывая магматические породы. Хемогенные осадки часто выпадают при участии организмов. Таким образом, образование большой группы пород связано с химическими и биогенными процессами.

2.Осадочные горные породы образовались на поверхности литосферы в результате накопления минеральных масс, полученных в процессе разрушения магматических, метаморфических и осадочных горных пород. Процессы разрушения горных пород литосферы и накопления новых пород на поверхности Земли идут повсеместно. Условия образования накладывают существенный отпечаток на облик осадочных пород. В одних случаях они состоят из обломков ранее разрушенных горных пород, в других - из скопления органических остатков, в третьих - из кристаллических зерен, выпавших из раствора.