Седиментология

Седиментология охватывает изучение современных отложений, таких как песок , ил и глина , и процессы, которые приводят к их образованию ( эрозия и выветривание ), транспортировке , отложению и диагенезу . Седиментологи применяют свое понимание современных процессов для интерпретации геологической истории посредством наблюдений за осадочными породами и осадочными структурами .

Осадочные породы покрывают до 75% поверхности Земли , отражают большую часть истории Земли и содержат летопись окаменелостей . Седиментология тесно связана со стратиграфией , изучением физических и временных связей между слоями или пластами горных пород .

Предположение о том, что процессы, происходящие на Земле сегодня, такие же, как и в прошлом, является основой для определения того, как формировались осадочные элементы в летописи горных пород. Сравнивая сходные особенности сегодня с особенностями горных пород — например, сравнивая современные песчаные дюны с дюнами, сохранившимися в древних эоловых песчаниках, — геологи реконструируют окружающую среду прошлого.

Типы осадочных пород

среднего триаса Окраинно-морская толща алевролитов и песчаников , юго-запад штата Юта .

Существует четыре основных типа осадочных пород : обломочные, карбонаты, эвапориты и химические.

• Обломочные породы состоят из частиц, образовавшихся в результате выветривания и эрозии пород-предшественников, и состоят в основном из обломочного материала. Обломочные породы классифицируются по преобладающему размеру зерен и составу. В прошлом термин «обломочные осадочные породы» использовался для описания богатых кремнеземом обломочных осадочных пород, однако были случаи образования обломочных карбонатных пород. Более подходящий термин — кремнисто-обломочные осадочные породы.
  • Органические осадочные породы представляют собой важные отложения, образовавшиеся в результате накопления биологического детрита и образующие месторождения угля и горючих сланцев , и обычно встречаются в бассейнах обломочных осадочных пород.
• Карбонаты состоят из различных карбонатных минералов (чаще всего карбоната кальция (CaCO ₃ )) осажденных в результате различных органических и неорганических процессов. Обычно большинство карбонатных пород состоят из рифового материала. .
• Эвапориты образуются в результате испарения воды с поверхности Земли и чаще всего включают галит или гипс .
• Химические осадочные породы, в том числе некоторые карбонаты, отлагаются путем осаждения минералов из водных растворов. К ним относятся яспилит и кремень .

Значение осадочных пород

Урановый рудник Ми Вида в окислительно-восстановительных аргиллитах недалеко от Моава, Юта

Осадочные породы дают множество продуктов, которые стали использовать современное и древнее общество.

• Искусство : мрамор , хотя и представляет собой метаморфизованный известняк , является примером использования осадочных пород в поисках эстетики и искусства.
• Архитектурное использование: камень, полученный из осадочных пород, используется для изготовления облицовочного камня и в архитектуре , особенно сланец (метаморфизованный сланец ) для кровли , песчаник для несущих контрфорсов.
• Керамика и промышленные материалы: глина для гончарных изделий и керамики , включая кирпич ; цемент и известь, полученные из известняка .
• Экономическая геология : осадочные породы содержат крупные месторождения руд SEDEX, месторождения свинца - цинка - серебра , крупные месторождения меди , золота , вольфрама , урана и многих других драгоценных минералов, драгоценных камней и промышленных минералов, включая месторождения тяжелых минеральных песков.
• Энергетика: геология нефти опирается на способность осадочных пород образовывать залежи нефтяных масел . Уголь и сланец встречаются в осадочных породах. Большая часть мировых энергетических ресурсов урана сосредоточена в осадочных толщах.
• Грунтовые воды подземных вод Земли : осадочные породы содержат большую часть водоносных горизонтов . Наше понимание размеров этих водоносных горизонтов и того, сколько воды можно из них забрать, в решающей степени зависит от наших знаний о породах, которые их удерживают (резервуар).

Основные принципы

Тяжелые минералы (темные) отлагаются в кварцевом пляжа песке ( Ченнаи , Индия).

Цель седиментологии, изучающей отложения, состоит в том, чтобы получить информацию об условиях отложения, которые повлияли на отложение группы горных пород, и взаимосвязи отдельных единиц горных пород в бассейне для последовательного понимания эволюции осадочных последовательностей и бассейнов, а также таким образом, геологическая история Земли в целом.

Научной основой этого является принцип униформизма, который утверждает, что отложения в древних осадочных породах отлагались таким же образом, как и отложения, которые откладываются на поверхности Земли сегодня.

Седиментологические условия фиксируются в отложениях по мере их заложения; Форма отложений в настоящее время отражает события прошлого, и все события, влияющие на отложения, от источника осадочного материала до напряжений, действовавших на них после диагенеза, доступны для изучения.

Принцип суперпозиции имеет решающее значение для интерпретации осадочных толщ, а в более старых метаморфических ландшафтах или складчато-надвиговых поясах, где отложения часто сильно складчаты или деформированы, распознавание индикаторов молодости или ступенчатой ​​слоистости имеет решающее значение для интерпретации разреза осадочных пород и часто деформации. и метаморфическое строение региона.

Складчатость отложений анализируется с использованием принципа исходной горизонтальности , который гласит, что отложения откладываются под углом естественного откоса, который для большинства типов отложений по существу горизонтален. Таким образом, когда известно направление Юнга, породы можно «развернуть» и интерпретировать в соответствии с содержащейся в них осадочной информацией.

Принцип латеральной непрерывности гласит, что слои отложений изначально простираются вбок во всех направлениях, если им не препятствует физический объект или топография.

Принцип сквозных отношений гласит, что все, что пересекает слои слоев или вторгается в них, моложе, чем слои слоев.

Методология

Трещины центростремительного высыхания (со следом динозавра в центре) в нижнеюрской формации Моэнав на месте обнаружения динозавров Сент-Джордж на ферме Джонсон, юго-запад штата Юта.

Методы, используемые седиментологами для сбора данных и доказательств о природе и условиях отложения осадочных пород, включают:

• Измерение и описание выхода на поверхность и распределения толщи горных пород;
  • Описание горной породы — формальный процесс документирования толщины, литологии, обнажения, распределения, контактных связей с другими формациями.
  • Картирование распределения горной породы или единиц
• Описания керна горной породы (пробуренного и извлеченного из скважин при разведке углеводородов )
• Стратиграфия последовательностей
  • Описывает развитие горных пород внутри бассейна.
• Описание литологии породы;
  • Петрология и петрография ; в частности измерение текстуры , размера зерна , формы зерна (сферичность, округлость и т. д.), сортировка и состав осадка
• Анализ геохимии горных пород
  • Изотопная геохимия , включая использование радиометрического датирования , для определения возраста породы и ее близости к регионам происхождения.

Последние события

Давнее понимание того, как формируются некоторые аргиллиты , было оспорено геологами из Университета Индианы (Блумингтон) и Массачусетского технологического института . Исследование, опубликованное в журнале Science от 14 декабря 2007 года , противоречит преобладающему мнению геологов о том, что ил оседает только тогда, когда вода движется медленно или неподвижно, вместо этого показывая, что «ил будет накапливаться, даже когда течения движутся быстро». Исследование показывает, что некоторые аргиллиты могли образоваться в быстро движущихся водах: «Аргиллиты могут откладываться в более энергетических условиях, чем принято считать, что требует переоценки многих геологических данных».

Маккуакер и Бохач в обзоре исследований Шибера и др. заявляют, что «эти результаты требуют критической переоценки всех аргиллитов, которые ранее считались непрерывно отлагавшимися в стоячих водах. Такие породы широко используются для определения климата прошлого, состояния океана, и орбитальные вариации».

Значительные недавние исследования аргиллитов были вызваны недавними попытками промышленной добычи углеводородов из них в качестве нетрадиционных коллекторов как в месторождениях сланцевого газа , так и в месторождениях трудноизвлекаемой нефти (или легкой трудноизвлекаемой нефти).

Недавнее исследование австралийского седиментолога Дуткевича описало, как геоциркуляция связана с глобальными температурами и изменением климата. В исследовании описывается циркуляция углерода и воды, а также влияние тепла на текущую и будущую способность улавливания углерода океаном.

См. также

• Обломочные породы
• Уголь
• Геология
• Важные публикации по седиментологии
• Горючий сланец
• Рудогенезис
• Скальное образование
• Стратиграфия последовательностей
• Осадочные структуры, вызванные растительностью

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с седиментологией, на Викискладе?