Обломочные терригенные породы: описание, виды и классификация

Терригенные накопления представляют собой горные породы, которые образовались в результате перемещения и распределения обломков - механических частиц минералов, разрушившихся при постоянном действии ветра, воды, льда, морских волн. Другими словами, это продукты распада, ранее существовавших горных массивов, которые вследствие разрушения подверглись химическим и механическим факторам, затем оказавшись в одном бассейне, превратились в твердую породу.

Теригенные горные породы составляют 20% от всех осадочных накоплений на земле, расположение которых также разнообразно и достигает до 10 км в глубину земной коры. При этом разная глубина расположения пород является одним из факторов, определяющим их структуру.

Выветривание как этап формирования терригенных пород

Первым и основным этапом образования обломочных пород является разрушение. При этом появляется осадочный материал, в результате разрушения оголившихся на поверхности скал магматического, осадочного и метаморфического происхождения. Сначала горные массивы подвергаются механическому влиянию, такому как растрескивание, дробление. Следом идет химический процесс (трансформация), вследствие которого породы переходят в другие состояния.

При выветривании вещества разделяются по составу и перемещаются. В атмосферу уходит сера, алюминий и железо - в растворы и коллоиды, кальций, натрий и калий - в растворы, а вот оксид кремния устойчив к растворению, поэтому в виде кварца механическим путем переходит в обломки и транспортируется текучими водами.

Транспортировка как этап формирования терригенных пород

Второй этап, при котором формируются терригенные осадочные горные породы, заключается в переносе образовавшегося в результате выветривания подвижного осадочного материала ветром, водой или ледниками. Основным транспортировщиком частиц является вода. Поглотив солнечную энергию, жидкость испаряется, перемещаясь в атмосфере, и выпадает в жидком или твердом виде на сушу, образуя при этом реки, которые переносят вещества в различных состояниях (растворенном, коллоидном или твердом).

Количество и масса транспортируемых обломков зависит от энергии, скорости и объемов текучих вод. Так быстрыми потоками транспортируется мелкий песок, гравий, а иногда и галька, взвеси, в свою очередь, переносят глинистые частицы. Ледниками, горными реками и селевыми потоками основной массой транспортируются валуны, размер таких частиц достигает 10 см.

Седиментогенез - третий этап

Седиментогенез - это накопление транспортированных осадочных образований, при котором перенесенные частицы переходят из подвижного состояния в статичное. При этом случается химическая и механическая дифференциация веществ. В результате первой происходит разделение частиц, перенесенных в растворах или коллоидах в бассейн, в зависимости от замены окислительной среды на восстановительную и изменения солёности самого бассейна. В результате механической дифференциации происходит разделения обломков по массе, размеру и даже способу и скорости их транспортировки. Так перенесенные частицы равномерно осаждаются четко, согласно зональности по дну всего бассейна .

Так, к примеру, валуны и галька осаждаются в устьях горных рек и предгорьях, на берегу остается гравий, вдали от берега - песок (так как он имеет мелкую фракцию и возможность перемещаться на большие расстояния, при этом занимая площадь большую, чем галька), следующим простирается мелкий алеврит, часто осажденный с глиной.

Четвертый этап формирования - диагенез

Четвертым этапом формирования обломочных пород является этап, называющийся диагенезом, который представляет собой преобразование накопившихся осадков в твердый камень. Осажденные на дне бассейна вещества, ранее транспортированные, затвердевают или просто превращаются в скалы. Далее в природном осадке накапливаются различные компоненты, которые образуют химически и динамически неустойчивые и неравновесные связи, поэтому компоненты начинают вступать в реакцию друг с другом.

Также в осадке накапливаются раздробленные частицы устойчивого оксида кремния, который переходит в полевой шпат, органические осадки и мелкодисперсную глину, что образует восстановительную, которая, в свою очередь, углубляясь на 2-3 см, способна изменить окислительную среду поверхности.

Заключительный этап: зарождение обломочных пород

За диагенезом следует катагенез - это процесс, при котором происходит метаморфизация образовавшихся пород. В результате все большего накопления осадков камень подвергается переходу в фазу более высокого температурного режима и давления. Долгосрочное действие такой фазы температур и давления способствует дальнейшему и окончательному формированию пород, которое может длиться от десятка до одного миллиарда лет.

На данном этапе при температурном режиме 200 градусов Цельсия происходит перераспределение минералов и массовое образование новых минеральных веществ. Так создаются терригенные породы, примеры которых есть в каждом уголке земного шара.

Карбонатные породы

Чем связаны между собой терригенные и карбонатные породы? Ответ прост. В состав карбонатных часто входят терригенные (обломочные и глинистые) массивы. Основными минералами карбонатных осадочных пород являются доломит и кальцит. Они могут находиться как по отдельности, так и совместно, причем их соотношение всегда разное. Все зависит от времени и способа образования карбонатных осадков. Если терригенного слоя в породе больше 50%, то она не является карбонатной, а относится к таким обломочным породам, как алевриты, конгломераты, гравелиты или песчаники, то есть терригенные массивы с примесью карбонатов, процентная доля которых составляет до 5%.

Классификация обломочных пород по степени окатанности

Терригенные породы, классификация которых основана на нескольких признаках, определяются по окатанности, величине и сцементированности обломков. Начнем со степени окатанности. Она имеет прямую зависимость от твердости, размера и характера транспортировки частиц при формировании породы. Например, частицы, перенесённые морским прибоем, более отточены и практически не имеют острых краев.

Порода, которая изначально была рыхлой, цементируется полностью. Такой вид камня определяется составом цемента, он может быть глинистым, опаловым, железистым, карбонатным.

Разновидности терригенных пород по величине обломков

Также терригенные горные породы определяются размером обломков. В зависимости от их величины породы делятся на четыре группы. К первой группе относя обломки, размер которых составляет больше 1 мм. Такие породы называют крупнообломочными. Ко второй группе относят обломки, размер которых входит в диапазон от 1 мм до 0,1 мм. Это песчаные породы. Третья группа включает обломки размером от 0,1 до 0,01 мм. Эта группа получила название иловатые породы. И последняя четвёртая группа определяет глинистые породы, размер обломочных частиц варьируется от 0,01 до 0,001 мм.

Классификация структуры обломочной породы

Еще одна классификация заключается в различии структуры обломочного слоя, которая помогает определить характер формирования породы. Слоистая текстура характеризует собой поочередное сложение слоев породы.

Они состоят из подошвы и кровли. В зависимости от вида слоистости можно определить, в какой среде формировалась порода. Например, прибрежно-морские условия формируют диагональную слоистость, моря и озера образуют породу с параллельной слоистостью, водные потоки - косую слоистость.

Условия, при которых сформировались обломочные породы, можно выяснить из признаков поверхности слоя, то есть по наличию знаков ряби, капель дождя, трещин усыхания или, например, знаков морского прибоя. Пористая структура камня говорит о том, что обломки сформировались вследствие вулканогенного, терригенного, органогенного или гипергенного воздействий. Массивная структура может быть определена породами различного происхождения.

Разновидность породы по составу

Терригенные породы делятся на полимиктовые, или полиминеральные и на мономиктовые, или мономинеральные. Первые, в свою очередь, определяются составом из нескольких минералов, еще их называют смешанными. Вторые определяют состав из одного минерала (кварцевые или полевошпатовые породы). К полимиктовым породам относят грауваки (в их состав входят частички пепла вулканического) и аркозы (частички, образовавшиеся в результате разрушения гранитов). Состав терригенных пород определяется этапами их образования.

Согласно каждому этапу, формируется своя доля веществ в количественном соотношении. Терригенные осадочные породы при их обнаружении способны рассказать, в какое время, какими способами происходило перемещение веществ в пространстве, каким образом они распределялись по дну бассейна, какие живые организмы и на каком этапе принимали участие в формировании, а также в каких условиях находились сформировавшиеся терригенные породы.