Типы литогенеза
Условия образования осадков определяются климатом, рельефом, геотектоническим режимом территории, источником вещества. Типизация условий формирования осадков позволило Н.М. Страхову выделить типы литогенеза. Климатические типы литогенеза (ледовый, аридный, гумидный) имеют большое значение в пределах суши, озер, внутренних морей и оркаинных морей океанов. Вулканогенно-осадочный тип выделяют по источнику вещества. Океанский литогенез противопоставляется литогенезу на суше.
Нивальный (ледовый) тип литогенеза проявляется в полярных и высокогорных областях, где господствуют отрицательные температуры воздуха. Преобладает механическое выветривание, химические и биологические формы выветривания подавлены. Главную роль в транспортировке материала играют ледники на суше, айсберги и припайные льды в море. При отложении осадочного материала образуются несортированные моренные отложения или тонкие илы с грубообломочным материалом. Дифференциация вещества наблюдается только по периферии областей нивального литогенеза (на суше – водно-ледниковые отложения) и в водных бассейнах (озерные и морские осадки).
Гумидный литогенез характерен для умеренно влажной климатической зоны, влажных тропиков и экваториальной области. Здесь круглогодично господствуют положительные температуры, количество атмосферных осадков намного превышает испарение. Климатические условия способствуют физическому и химическому выветриванию с участием организмов. В результате образуется большое количество обломочного, коллоидного, растворенного вещества и продуктов жизнедеятельности организмов. В процессе переноса и отложения продуктов выветривания происходит дифференциация вещества по крупности, плотности частиц и химическим свойствам. Наряду с дифференциацией материала происходит смешивание продуктов переноса, поступающих из разных источников и находящегося в разном физико-химическом состоянии – в виде твердых частиц, коллоидов, биогенных образований и химических растворов. Осаждение вещества происходит на суше и преимущественно в водных бассейнах.
В областях гумидного литогенеза образуются терригенные (грубообломочные, песчаные, алевритовые, глинистые), хемогенные и хемобиогенные (глиноземистые, железистые, марганцевые, фосфатные) осадки.
Диагенез осадков заключается в уплотнении и многообразном аутигенном минералообразовании. При литификации образуются каолинит, гидрослюды, монтмориллонит, цеолиты, кремнеземистые минералы, карбонаты, сульфаты и др. Характер и интенсивность диагенеза зависит от состава осадка, иловых вод, видового состава бактерий и другого органического вещества.
Территории с гумидным литогенезом в современную геологическую эпоху занимают большую часть земной поверхности.
Аридный литогенез характерен для пустынь и полупустынь, где наблюдается дефицит влаги в атмосфере. Испарение намного превышает количество выпадающих осадков. В районах с аридным климатом превалирует физическое выветривание. Химические и биологические процессы в зоне гипергенеза протекают вяло.
В аридные зоны Земли осадочный материал поступает из соседних с ними гумидных зон, что приводит к формированию большого разнообразия осадков. Здесь преобладает терригенное осадкообразование, часто с недостаточной сортировкой. Наряду с ними формируются карбонатные, сульфатные, хлоридные отложения.
Диагенез осадков осуществляется в виде обменных реакций между выделившимися из раствора минералами и рапой. При отжиме рапы господствуют реакции дегидратации. В глинистых илах солеродных бассейнов широко развиты гидрослюды и монтмориллонит, и магнезиальные водные силикаты (коренссит, тальк, серпентин).
Вулканогенно-осадочный литогенез развит в областях интенсивного вулканизма современной и прошлой геологических эпох. Вулканы поставляют огромное количество пирокластического материала для образования осадочных пород. Большое количество вулканического вещества выносится в водные бассейны в виде растворов. Этот тип литогенеза характерен для суши и океана. При подводных извержениях вулканов в срединно-океанических хребтах, зонах трансокеанских разломов гидротермальные растворы поставляют в области седиментогенеза железо, марганец, редкие и рассеянные элементы.
В области осадконакопления вулканогенный материал распространен среди нормально-осадочного в различных пропорциях в виде пластов, слоев пемзы, туфов, туффитов, туфогенных пород и гидротермальных металлоносных осадков.
При этом литогенезе проявляются разнообразные типы диагенеза приводящие к уплотнению осадков, разнообразным химическим реакциям между осадочными компонентами, иловыми и гидротермальными водами.
Океанский тип литогенеза проявлен в огромных океанских бассейнах и противопоставлен литогенезу суши. Своеобразие этого типа литогенеза характеризуется территориальным масщтабом, многообразием гидродинамических обстановок, высокой дифференциацией вещества и незначительным влиянием климатических факторов на образование осадочных пород. В океанах выделяют только зоны холодного и теплого климата.
В океанских обстановках различных глубин происходит дифференцированное и смешанное накопление осадочного материала терригенной, вулканогенной, биогенной и хемогенной природы.
Диагенез осадочного океанского материала с образованием литифицированных пород происходит путем механического уплотнения, сопровождаемого биохимическими и химическими реакциями в среде осадка.