Литология. Кн.1 - Фролов В.Т.
ISBN 5-211-02865-1
Скачать (прямая ссылка):
3.4. НАКОПЛЕНИЕ, ИЛИ СЕДИМЕНТАЦИЯ
Накопление, или седиментация, — обязательная стадия, ее проходят все осадки и породы. Осадочная порода начинает свою историю именно со стадии накопления, когда разобщенные компоненты соединяются друг с другом неповторимым в деталях образом на одной точке пространства. Осадок — это зародышевая форма горной осадочной породы (Гер-шанович, и др., 1972, 1975, 1981; Геология океана 1979; Емельянов и др., 1975, 1976, 1979, 1982; Задкова и др., 1975; Зернецкий, Мельник, 1978; Кац, 1971; Континентальный 1978; Лисицын, 1974; Литология
1979; Металлоносные 1979; Мурдмаа, 1978; Накопление 1964; Батиальные1979; Процессы 1980; Mial, 1984).
Седиментация тесно связана с переносом (см. 3.3),и при описании последнего неизбежно рассматривались и осадки, и отложения разных генетических типов. Поэтому знакомство со стадией седиментации надо начинать с переноса. Седиментация отличается от переноса тем, что ведущей силой становится сила тяжести, поэтому движение осаждающегося тела приближается к падению свободного тела. При переносе, как было показано (см. 3.3), преобладало одностороннее давление переносящей среды (или силы) над силой тяжести и инерцией тела.
Осаждение в стоячей воде подчиняется формуле Стокса
v _ 2 (І)^ ^ — скорость, см/с; г — радиус частицы шарообраз-
ной формы; d — уд. вес воды; di — уд. вес падающего тела; т — коэффициент вязкости воды, зависящий от температуры; g — ускорение силы тяжести. Так как вязкость холодной воды увеличивается, осаждение в ней замедляется: на 2,5% для частиц в 1 мм при изменении температуры от 20 до 0"С, на 63% — для частиц в 0,1мм, на 77% — для частиц в 0,1 и 0,001 мм (по Стоксу и Оссину, из Пустовалова, 1940, с. 251).
Приведем таблицы скоростей падения частиц в стоячей воде (табл. 3.11) и времени погружения частиц на 10 см (табл. 3.12), по Л.В. Пусто-валову (1940, с. 250 и 251). Скорости и время осаждения, данные в таблицах, являются физическими, идеальными. Геологические же параметры часто сильно отличаются, особенно для тонких частиц, реальное время осаждения которых из-за движения воды, не шаровой формы и других факторов увеличивается, так что приходится его оценивать
Таблица 3.11 Скорость осаждения частиц разного размера при t - 15*С
Диаметр частиц, мм
Скорость падения, мм/с, при 15°С
Диаметр частиц, мм
Скорость падения, мм/с, при 15°С
1,0
100
0,05
2,9
0,50
53
0,01
0,154
0,30
32
0,005
0,0385
0,20
21
0,001
0,00154
0,10
8
0,0001
0,0000154
Таблица 3.12 Время, необходимое для погружения частиц на 10 см
Диаметр частиц, мм
Время падения частиц на 10 см
Примечания
1,0
Ic
грубые дисперсии
0,1
12,5 с
0,01
10 мин 49,3 с
0,001
18 ч 02 мин 15 с
0,0001
75 дней Зч 45 мин
0,00001
2 года 29 дней
коллоиды
0,000001
2081 год 331 день
опытно, беря пипеткой пробы с определенной глубины или измеряя диаметр частиц со дна бассейна или мерного бокса. Частицы менее 0,001 мм практически уже не осаждаются, так как броуновское движение почти уравновешивает силу тяжести. Кроме этого, даже теоретическое время осаждения настолько велико, что у этих частиц нет никаких шансов пройти, не растворившись, всю толщу воды в 1 -5 км и более. Однако они все же осаждаются, но не порознь, а в агрегированном виде — комками размером 0,01-1 мм и крупнее. Такую большую геологическую работу проделывают организмы — фильтраторы и другие, которые, пропуская через себя воду, извлекают питательные компоненты, а ненужное собирают в виде комочков — пеллетов, или копролитов.
Разные формы переноса определяют и разные способы осаждения — механические, химические и биологические. При этом происходят два общих, но взаимно противоположных процесса — смешение (интеграция) и разделение (дифференциация) осадочного вещества — компонентов осадков. Каждая осадочная порода есть результат интерференции
этих процессов, соотношение которых варьирует и в значительной степени индивидуально.
Понятие об осадочной дифференциации вещества сформулировал Л.В.Пустовалов (1940, с. 253 и далее): это "разобщение составных частей изначальных пород, происходящее в зоне осадкообразования" (с. 254), называвшееся им "седиментационной дифференциацией". "В зависимости от характера сил, приводящих к разделению вещества, можно различать механическую и химическую осадочные дифференциации" (с. 255). Понятие об осадочной интеграции вещества не имеет определенного автора, оно возникло как реакция на некоторую односторонность понятия о дифференциации и дополняет последнее, представляя осадочный процесс диалектично и полно. Под осадочной интеграцией понимают объединение, или смешение, вещества из разных источников и разного генезиса в зоне осадкообразования и накопление в той или иной мере смешанных осадков. Результатом дифференциации обычно является более или менее чистый однородный осадок.
Однако при более пристальном рассмотрении дифференциация и интеграция нередко идут в одном направлении и приводят как к мономинеральным, так и к смешанным осадкам. Например, кварцевый песок с одной стороны, продукт далеко зашедшего процесса дифференциации и отбора в осадок только кварцевых зерен. Но, с другой стороны, в не меньшей мере здесь совершалась и интеграция разнородных (происходящих из разных источников) кварцев, что и устанавливается при тщательном изучении типов зерен. Пример показывает, что более заметна дифференциация — чистотой состава осадка. И чистые хемогенные осадки, например кремневые, кажутся лишь отдифференцированными, хотя в них химическим или биологическим способом объединен эндогенный и экзогенный кремнезем. Эта смешанность состава, возможно, позже может выявляться анализом изотопов. В настоящее время мы воспринимаем чистую яшму или кремень как отдифференцированное образование.
