Литология. Кн.1 - Фролов В.Т.
ISBN 5-211-02865-1
Скачать (прямая ссылка):
Рассматривая подробнее зону осадкообразования, проследим прежде всего изменения температуры. Абсолютная амплитуда колебания температуры на поверхности земли 17(M 75°С: абсолютный минимум зафиксирован советскими зимовщиками в Антарктиде на станции Восток и равен - 88°С. До 85, возможно, до 900C нагреваются камни в пустыне. В одной точке в течение суток амплитуда колебания температуры может достигать 500C и больше: в горах Тянь-Шаня и Памира днем камни нагреваются до 500C и больше, а ночью охлаждаются до 0 или -10 — -20°С. Колебания температуры и вообще температурный режим оказывают разнообразное и глубокое влияние на осадочный процесс в зоне осадкообразования. Основные проявления сводятся к нескольким группам процессов.
1. Влияние на скорость химических реакций, например при химическом выветривании. По правилу Вант-Гоффа, скорость их удваивается или даже утраивается с изменением температуры на 10°С. Поэтому крайние по абсолютной амплитуде температурных колебаний (1700C) точки отличаются по скоростям химических реакций более чем в 30 000 раз. Это выдвигает температуру в качестве основного термодинамического фактора осадочного процесса, по которому должны выделяться главные типы седиментогенеза. Поскольку на поверхности изменение температуры обусловливается солнечной энергией, главной зональностью седиментогенеза становится широтная, или климатическая, зональность. Реальное пролегание этих зон определяется рельефом, т.е. тектоническим фактором, деформирующим их границы.
2. Усиление физического и химического выветривания. Главным фактором первого являются температурные колебания, вызывающие вследствие анизотропии кристаллов разную величину расширения в разных направлениях и образование трещиноватости. В результате порода, даже мономинеральная, в зоне колебаний температуры постепенно расчленяется на блоки, щебень, хрящ, или дресву, песок и алевритовые зерна — предел физического, морозного измельчения. Максимально тем-62
пературное физическое выветривание проявляется в сухих, или аридных, зонах Земли (пустыни), а также в высокогорных и полярных областях, где оно сочетается с морозным выветриванием. Продуктами физического выветривания, главным фактором которого являются температурные колебания, становятся каменистые развалы и удаляющиеся ветром или водой обломочные частицы, поступающие в пути миграции.
3. Различное нагревание земной поверхности вызывает движения воздуха (вплоть до ураганов), перемещающие огромные массы твердых (дюны, лёссы, снег), жидких (волны) и газовых (облака) веществ.
4. Ветер, а также различное нагревание воды вызывают морские течения и волнение, перемещающие гигантские массы воды и минеральных, а также биогенных компонентов, снабжающие глубинные и придонные воды кислородом и тем самым обеспечивающие жизнь даже на дне океанов, сортирующие осадки, вызывающие образование россыпей и формирование многих генетических типов отложений.
5. Охлаждение воды повышает ее плотность (максимальная при +4"C), опускание на глубину, что в озерах вызывает дважды в год (осенью и ранней весной при нагревании до +4"C) регулярное вертикальное перемешивание воды, а в океанах глобальное перемещение по дну холодных антарктических и арктических вод в меридиональном направлении — контурные течения, формирующие контуриты — отложения у подножий континентов. Эти погружения холодной и наиболее плотной воды на дно в озерах и океанах снабжают кислородом глубинные и придонные воды, обеспечивая жизнь и окислительные процессы.
6. В вертикальном столбе воды суточные колебания температуры сказываются до глубины в несколько метров, годовые — до 1000 м. Ниже устанавливается постоянная низкая (4-5°С, а у дна 2-3°С) температура. А это увеличивает растворимость газов, которая растет с понижением температуры. В свою очередь это способствует развитию жизни и сильно влияет на хемогенный седиментогенез, например на осаждение фосфатов, карбонатов. В растворе морской воды удерживается большое количество катионов (Ca и др.), и когда эти воды в зонах апвеллинга (подъема воды) будут поданы в верхние слои с более высокой температурой и низким давлением, газы выделятся из растворенного состояния и диффундируют в атмосферу, а удерживаемые в равновесии с ними катионы, например в виде бикарбоната Са(НСОз)2, образуют менее растворимые соли (СаСОз), выпадающие в осадок из пересыщенных растворов.
7. Повышение температуры увеличивает растворимость большинства соединений, не связанных с газовой фазой.
8. Повышение температуры сильно увеличивает расцвет жизни как на суше (тропические леса), так и в водоемах, в которых действуют еще и подъемы воды, но уменьшает растворимость газов. Расцвет жизни интенсифицирует круговорот веществ и способствует биогенной садке минерального и органического вещества, но препятствует химическому осаждению, так как использует карбонатное, кремневое, фосфатное и другое вещество для построения тела и скелета организмов и тем самым отдаляет или даже, с течением геологического времени, исключает достижение насыщения и химического выпадения. Но взаимоотношение расцвета жизни с температурой сложнее и определяется также другими
