Търсачка

Шрифт

Седиментни (утаечни) скали

 

Седиментни (утаечни) скали

Образуването им включва два последователни цикъла от процеси: 1/ образуването на утайките (седиментогенеза) и 2/ превръщането на утайките в скали (литогенеза) 

Седиментогенеза

Обединява геоложките процеси, които водят до натрупването на  на значително количество утайки в континентални или в морски условия. Тя  се осъществява последователно в няколко стадия:
Хипергенеза -   образуване на седиментния материал посредством изветряне и разрушаване на скалите, изграждащи повърхностните части на континентите и  океанското или морското дъно.  Основни фактори при този стадий са действията на различните външни земни сили.
Изветрянето  включва всички изменения в скалите, които  настъпват под действието на атмосферните, хидросферните и биосферните (организмите) агенти. То бива физическо и химическо.
Физическото (механичното) изветряне води до  нарушаване на връзките между отделните минерални зърна в скалата и до разрушаването  й. То се дължи на колебанията на температурата (особенно денонощните - напр. в пустините), едрината на минералните зърна (едрозърнестите скали изветрят по лесно), действието на водата в пукнатините при замръзване, кристализацията на соли в пукнатините,  разрастването на кореновата система в пукнатините, действията на ровещите животни. Разрушителната дейност на вятъра се свежда до разрушаване на рахлите скали непосредствено от въздушната струя (дефлация) или от ударите на носени от вятъра твърди частици (коразия).
Химичното изветряне се дължи на действието на химично активни атмосферни, хидросферни и биосферни агенти. То води до промени в химичния състав на скалите. Основни действуващи агенти са разтворените във водата вещества,  кислородът (при окисляването), въглеродния диоксид и органичните киселини (отделени от организмите и най-вече - микроорганизмите), разтварянето. Химичното изветряне е особенно характерно за влажните тропични и субтропични области.
Изветрянето води до образуване на изветрителни кори. Те се състоят от остатъците на изветрелите части от скалите. Изветрителните кори нарастват в дълбочина, а повърхностните им части непрекъснато се отнасят от атмосферните агенти. Най-дебели изветрителни кори има в тропичните и субтропични области (при изравнен релеф, висока температура и  висока влажност).
При изветрянето в най-горната част на земната повърхност се образуват почвите - смес от изветрялата най горна част на скалите и организмови останки (хумус).
Разрушителната дейност на повърхностно течащите води  се състои от действието на реките и на временните потоци (временно течащите води). При поройни валежи временно течащите води отмиват сравнително малки разрушени частици по склоновете - така се образува делувият. Временно течащите реки и потоци образуват ровини, оврази, земни пирамиди - те не само отмиват разрушения материал и но и размиват (еродират ) особенно рахлите скали. Реките разрушават скалите и образуват речни долини - дълбочинна (дънна) и странична речна ерозия.
Разрушителната дейност на подземните води (суфозия)  биво механична (същинска суфозия) и химична  (корозия). Характерен ефект на разрушителното действие на подземните води е образуването на надземния (кари, въртопи, пропасти, понори) и подземния карст (пещери). Свлачищата представляват свличане на различно големи скални маси вследствие на оводняване на скалите над наклонен глинест (непропусклив) хоризонт.
Разрушителната дейност на леда се състои в разрушаване на замръзнали изветрели скали или вследствие на разрушаването на скалите от ледниците в ледниковите долини (екзарация).
Разрушителната дейност на морето (абразия) се състои преди всичко в механично разрушаване на скалите на морския бряг чрез морските вълни
Транспорт - пренасяне на разрушения скален материал  от местата на изветряне и разрушаване до мястото на утаяване. Основни фактори при този стадий са действията на морските, повърхностните и подземни  континентални течащи води, ледниците, еоличната дейност и пр.
Транспортната дейност на вятъра  се свежда до пренасяне от ветровете на огромни количества дребни скални частици на големи растояния (понякога на стотици и хиляди километри). 
Дейността на временно течащите води обикновенно се свежда до преместване на изветрелите и разрушени скални късчета на в подножията на стръмните планински склонове - делувий.
Транспортната дейност на реките е огромна. Тя носи в разтворен вид или като мътилки или влачи по дъното си разнообразен разрушен скален материал от мястото на изветрянето и разрушаването до мястото на утаяването. По подобен начин транспортират разрушения скален материал и ледниците. 
Чрез вълноприбойната дейност край морския бряг морската вода транспортира разрушените при абразията скални отломки навътре в морския басейн.
Акумулация - натрупване на разрушения и транспортиран материал  във вид на разнообразни утайки на мястото на утаяването.  При него важна роля играе  релефът на дъното на континенталните или на морските (океанските) басеини, където се осъществява седиментацията.
Акумулативната дейност на вятъра се свежда до натрупването на еоличните пясъци главно в пустинните и полупустинни области (под формата на дюни, бархани и др.) и на льоса - относително най финнопрашестата фракция на носения от вятъра разрушен скален материал.
Речната акумулативна дейност се изразява в образуването на речните наслаги - алувия, речните тераси  и на делтовите образувания. 
Ледниците транспортират разрушения скален материал във вид на морени (челна, странични, дънна). 
От особенно значение е акумулативната дейност на морето. Вследствие на непрекъснатите движения на морската вода  в морските басеини се отлагат различни видове утайки:
крайбрежни или литорални  - в прибрежната зона - предимно механични  по - рядко химични утайки;
шелфови или неретични - в по-дълбоките части на басейна, но в близост с крайбрежието - разнообразни теригенни, органогенни (в това число и коралови рифове) и химични  утайки;
батиални утайки на континенталния склон - предимно еднотипни финнозърнести утайки (най-често тини) от механичен, химичен и органогенен произход;
абисални утайки на леглото на Световния океан - главно органогенни тини (глобигеринови, диатомейни, радиоларийни) или червената океанска тиня (главно от манганови и железни съединения). 

Литогенеза 

Разглежда процеса преобразуването на утайките в седиментни скали. В този процес се набелязват три стадия: сингенеза, диагенеза и епигенеза. Тяхното разделяне във времето е неясно, тъй като  те се извършват  паралелно с транспортирането и натрупването на утайките.
Сингенеза - обединява всичките изменения на утайките които се извършват по време на натрупването им. Обикновенно те засягат само най-горния слой на утайките  в резултат със съприкосновението на водата или при взаимодействие на различните седиментирани вещества. 
Физикохимичните условия на утайконатрупването  определят дали в утайката  ще се извършват процеси  на окисление (при богата на кислород среда) или на редукция (при среда с отсъствие на кислород). Характерни за сингенезата са процесите на пиритизация и фосфоритизация, както и облазуването на глауконит (от изветрянето и променянето на слюди - биотит). От разлагането на вулканско стъкло при сингенезата се образуват бентонитни глини.  В сингенезата участвуват и микроорганизми, които променят както органичните, така и някои неорганични химични съединения.
Диагенеза - диагенетичните изменения не засягат само повърхностния слой, а цялата дебелина на утайката. За начало на диагенезата е необходимо да се натрупа достатъчно дебел слой утайки, чиито средни и долни части не се влияят от физикохимичните условия на седиментонатрупването. Подложената на диагенеза утайка  съдържа много вода (тя е в полутечно или в течно състояние). 
Диагенетни изменения:
разтваряне и отстраняване от утайката на неустойчивите при новите условия минерали (най-често соли, сулфати и карбонати)
- образуване на нови минерали, устойчиви при новата физикохимична обстановка (например доломитизацията на варовитите утайки)
- преразпределение на веществото в утайката (образуване на конкреции или пластове от конкреции)
- уплътняване (обезводняване, циментиране и прекристализиране ) на утайката ( под натиска на отгоре натрупаните утайки).
Епигенеза  (катагенеза) - обединява процесите, които изменят седиментните скали  докато те се подложат на изветряне или метаморфизъм. Диагенезиралите утайки се оказват погребани под сравнително дебел слой от утайки  при сравнително повишена температура и налягане. При тази обстановка се образуват нови минерали, устойчиви при нарастващата температура и налягане. Това е процесът на прогресивната епигенеза. Той води до метаморфозиране на скалата. Прогресивната епигенеза  води до образуването на нови минерали, дехидратация на скалата, отстраняване на летливите компоненти и максимално уплътняване на скалния субстрат (намаляване на пористоста).
Когато диагенезиралата скала попада при условия близки до тези на земната повърхност в състава им се появяват минерали устойчиви на незначително налягане и ниска температура. Това е процесът на регресивната епигенеза. Той води до изветряне на скалата.

Обща характеристика на седиментните скали 

Седиментните скали изграждат най-горната, прекъсната на места седиментна обвивка на земната кора - стратисферата. Тя е дебела на места над 100 км. и има общ обем 3,7108км3.Седиментните скали  са устойчиви до налягане от 1500 до 2500 атм. и температура от 200°С, т. е. на дълбочина докъм 5 км под земната повърхност. 
 Типове седиментни скали по произхода на утайките: 
механични - образувани от твърдите и неразтворими продукти на изветрянето и разрушителната дейност на екзогенните процеси;
химични - образувани от отлагането на соли от наситените и плреситените водни разтвори;
органогенни - в резултат на натрупването на части (скелетни елементи, черупки и др.) от измрели растения (фитогенни) и животни (зоогенни). 
 Състав на седиментите скали.
Минералите, образуващи седиментите скали те биват:
унаследени - минерални частици, съществуващи до началото на образуването на седиментата скала, донесени на мястото на утайконатрупването (кварц, фелдшпати, твърди и тежки минерали);
минерали, образувани по химичен път при:
транспорта - мотогенни (глинести минерали, оксиди на желязото, силиция, халогенни минерали), 
отлагането на седиментния материал - седиментационни (халогениди, калциеви, магнезиеви карбонати, силициев диоксид, оксиди на алуминия, магнезия и желязото),
отлагането на органични останки (арагонит, калцит, фосфати, органични съединения),
превръщането на утайката в скала - сингенетични и диагенетични) и по време на изменението на скалата (епигенетични) - оксиди, карбонати, сулфиди на желязото, фосфати, доломити, опал, калцити;
В химичния състав на седиментните скали участвуват основно кислород (49,95), силиций (27,55%), алуминий 6,93%), желязо (3,90%), калций (3,82%), калий (2,33%), въглерод (2,01%), магнезий (1,52%), натрий, водород, титан, сяра (десетохилядни от %), фосфор (стохилядни от %).
Особенности на седиментите скали.
Напластяване и слоистост. Най-характерно за седиментните скали е слоистият им строеж. 
Пласт - плоско и сравнително еднородно тяло със специфична структура, състав, цвят и пр. , ограничено от  успоредни долна и горна пластова повърхнина  със значително хоризонтално разпространение. Повърхнината между два пласта се нарича разделителна повърхнина. Нормалните плоски пластове завършват чрез изклинване. Има и клинообразни, лещовидни и други форми на пласта. 
Пачката е група от няколко съседни пласта с общи характерни белези. 
Слой - част от пласта, ограничен от две не много ясни успоредни разграничителни повърхнини, които личат само по определен белег.
Слоистостта бива паралелна, коса, кръстосана, вълниста.
Структурата на механичните седиментни скали се определя от:
размерите на зърната: 
псефитна - блокова (над 1000 мм), валунна (100-1000 мм), чакълна (10-100мм) и гравийна (1-10 мм);
псамитова - едропсамитова (05-1 мм), среднопсамитова (0,25-0,5мм), дребнопсамитова (0,1-0,25 мм);
алевритова - едроалевритова (0,05-0,1 мм), средноалевритова (0,025-0,05 мм), дребноалевритова (0,01-0,025 мм);
пелитова - едропелитова (0,001-0,01 мм),  дребнопелитова (под 0,001 мм).
форма и заобленост на минералните зърна:
ръбати (остроъгълни), полуръбати, полузаоблени, заоблени, кородирани и с правилна кристална форма.
особенностите и типът на спойката: базална, контактна, порова, петниста и др.
Структурата на химически образуваните седиментни скали: 
различима с просто око:грубозърнеста (над 1 мм), едрозърнеста (0,5-1 мм), среднозърнеста (0,1-05 мм), 
различима с микроскоп: дребнозърнеста (0,01-0,1 мм), микрозърнеста (0,001-0,01 мм), колоидна под 0,001 мм).
Структура по начин на образуване: оолитова, сферолитова, бобова.
Структурата на органогенните скали: биоморфна (цели организмови останки),  детритусна (натрошени организмови останки) съответно зоогенна или фитогенна.
Текстурата на седиментните скали се определя от пространствената ориентировка и взаимоотношения между добре обособените съставки на скалата. 
Текстурата бива:
неориентирана - градивните частици се разполагат безпорядъчно в скалата ( при бързо или непрекъснато отлагане на еднообразен седиментен материал);
ориентирана (микрослоиста) - финно слоисто подреждане на частиците, изграждащи скалата (при спокойно гравитационно утаяване на частиците);
флуидална - безпорядъчно разположение в по-големи участъци (при подлагане на полувтвърделата утайка на външно механично въздействие - свлачища, подводно вълнение и др.).
Цвят на седиментните скали - зависи от скалния състав и примесите
Пористост на седиментните скали - свързана е със степента на циментация и характера на спойката.
Класификация на седиментите скали 
Теригенни (кластични) скали 
Грубокъсови (псефити) - 
едри: рахли - валуни и незаоблени валуни
споени - валунни конгломерати, валунни брекчи
средни: рахли - заоблени чакъли, ръбати чакъли
  споени - чакълни конгломерати, чакълни брекчи
дребни: рахли - заоблен гравий, ръбат гравий
  споени - кравиен конгломерат, гравийна брекча
Пясъчни (псамити) - 
рахли: едрозърнести пясъци; споени - едрозърнести пясъчници, среднозърнести пясъци, среднозърнести пясъчници, дребнозърнести пясъци , дребнозърнести пясъчници
Мономинерални, олигомиктови, полимиктови пясъчници, грауваки.
Алевритови (алеврити) - рахли: алеврити , споени - алевролити
Глинести скали
Заемат междинно положение между  теригенните (кластични) скали и химичните седименти.  Образуват се при химичното разрушаване предимно на алумосиликатните минерали, но не се утаяват от водни разтвори като химичните утаени скали.  
  В състава на глинестите скали участвуват: глинести минерали (каолинит, монтморилонит, хлорит, хидрослюди), кластични теригенни зърна (кварц, фердшпати, слюди), железни окиси, карбонати, сулфати, опал и др.
Глинестите скали биват:
Мономинерални глини - глинестата съставка е изградена предимно от един минерал. Каолинитови, монтморилонитови, хидрослюдени глини.
Полиминерални глини - съставени от два или повече добре застъпени минерала. Широка гама от строителните глини.
При уплътняване в хода на диагенезата глините загубват пластичността си и се превръщат в аргилити.  
Химични и органогенни скали

Карбонатни скали

Варовици - над 50% от състава им е от калцит или по-рядко - от арагонит. 
По начина на образуването си биват:
органогенни - от варовити скелети и черупки на измрели организми. Имат органогенна структура и биоморфен или детритусен строеж. По вида на изграждащите ги организми биват черупчести, коралови и т.н.;
химично отложени - при отделянето на калциев карбонат  от водните разтвори в морски и езерни басейни. Най-често са добре напластени и по-рядко образуват конкреционни струпвания  - оолитни, конкреционни варовици, накипни варовици (сталагмити и сталактити в пещерите), бигор (при изходища на карстови води);
механични - от варовити отломки с най-различен произход и теригенни (кварцови) зърна. Изграждат добре изразени пластове.
Кредата  - бял, еднороден, дребнозърнест, мек варовик почти без примеси. Състои се предимно от организмови останки - главно едноклетъчни варовити водорасли и фораминиферии.
Доломити - над 50 % от състава им е от магнезиев карбонат. Съдържат още калцит, глинести материали, теригенни зърна. За разлика от варовика доломитът не шуми от солна киселина.
Мергели - преходни глинесто-карбонатни скали. Съдържат от 20 до 17% глинести частици. Дребнозърнести скали, при навлажняване имат известна пластичност.
Кремъчни скали - много широко разпространени.  В по-голямата си част или напълно са изградени от силициев диоксид. Отложени са по химичен или органогенен път.  Представени са от диатомити (от кремъчни водорасли - диатомеи), радиоларити (от опалови скелети на радиоларии), спонголити (от спикули на кремъчни гъби), трепели (от опалови зърна - химични образувания), опоки (уплътнени трепели), ясписи ( различен цвятот халцедон и кварц), лидити (тъмно оцветени ясписи), кремъци (конкреционни или лещоподобни включения в варовици, мергели или глинести скали).
Соли (евапорити) - химично отложени скали, състоящи се от лесно разтворими сулфати, хлориди, борати. Биват моно- и полиминерални. Такива са гипс и анхидрит, каменна сол (халит), силвинит (от силвин и халит),  карналитит (от карналит и халит).
Алуминиеви скали (алити) - състоят се от алуминиеви и железни хидрооксиди. Латерит (каолинит, алуминиеви и железни хидрооксиди - характерен  за влажен климат и тропичните области),  червена пръст (латеритоподобна скала образувана от изветрянето и разтварянето на варовиците в топъл и влажен климат), боксит (алуминиеви хидроокиси - важни за производството на алуминий).
Желязосъдържащи скали (феролити) - в тях участвуват богати на желязо минерали. Биват окисни и хидроокисни (магнетит, хематит, гетит), силикатни (шамозит),  карбонатни (сидерит),  сулфидни (пирит, марказит).
Фосфатни скали (фосфорити) -  изградени главно от фосфорен петооксид - апатит. Фосфоритите биват конкреционни и пластови.
Каустобиолити - органогенни скали - горливи полезни изкопаеми.
Въглища - състоят се от овъглени растителни останки (от висши растения  - хуломити и от нисши растения - сапропелити) и от неорганични вешества (главно глинести, още теригенни, пирит, марказит и т. н.).
Превръщането на растителните останки във въглища преминава през стадиите:
Торфообразуване. Започва с измирането на растенията и завършва с попадането на растителните останки в утайката. Неустойчивите растителни останки се превръщат в газообразни и лесно разтворими във вода продукти, хуминови киселини и хумусни вещества. Устойчивите растителни елементи - в торф . 
Въглефикация. Измененията на торфа след покриването му с утайки. Биохимичните процеси постепенно се прекратяват. Започват физико-химични процеси при повишаваща се температура и налягане - въглефикация. Тя променя торфа (60% въглерод) първоначално в кафяви (70% въглерод),  след това в черни въглища (82%въглерод)  и накрая - в антрацит (95% въглерод). Въглефикацията е свързана с повишаването на количеството на въглерода за сметка на това на кислорода, водорода и азота.
Според условията и мястото на натрупване на  на растителните останки въглищата биват  паралични (възникват в морски условия)  и лимнични (възникват в  континентални езерно-блатни условия).
Нефтени каустобиолити - природен газ,  нефт, асфалт, озокерит, битуминозни скали. 
Природният газ е смес от летливи лесно запалими въглеводороди (метан, по-малко етан, пропан, бутан, пентан и хексан), въглероден диоксид, сяроводород, азот и пр.
Нефтът се състои от  течни нафтенови и бензолови въглеводороди, примеси от парафин, смоли , асфалтен и пр.
  Асфалтът се състои от окислен нафтенов нефт. Състои се от смоли, масла и асфалтен.
Озокеритът е окислен метанов нефт. Бива мек пластичен или твърд и крехък.
Битуминозните горливи шисти са тъмносиви или тъмнокафяви глинести или мергелни скали, просмукани от битумчинозно вещество.
Образуването на нефта най-често се свързва с разсеяното органично вещество в седиментните скали. То маже да се натрупа при диагенезата на скалите и да доведе до образуването на каустобиолитите.
Автор:  проф. дгмн Цанков Цанков
 

Наука

Учен превръща растения в сензори

17.10.2014

  Неприятните проверки на летищата може в бъдеще да бъдат заменени с преминаване през градина от генномодифицирани растения. Джун Медфорд, биолог иноватор от Щатския университет на Колорадо, смята, че е дошло време да започнем да използв
Русия праща хора на Луната след 2030 г.

16.10.2014

  Пилотиран полет до Луната ще има след 2030 г., заяви зам.-директорът на Роскосмос Денис Лисков Сн.: EPA/БГНЕС   Разработваната руска програма за далечния космос предполага осъществяване на пилотиран полет до Луната след 2030 г. Това ка
Европейски учени разработват роботизирано дърво

13.10.2014

  Група учени, финансирани от Европейския съюз, са почерпили вдъхновение от привидно неподвижните растения за разработката на роботозирано дърво. Проектът PLANTOID под ръководството на специалисти от Италианския технологичен институт вкл
Google ползва камила за снимки в пустиня

10.10.2014

  Google е приспособил устройството си за заснемане на 360-градусови изображения Street View Trekker, така че да може да се носи от камила. Целта е била да се направят снимки на пустинята Лива в Абу Даби, предаде "Фокус".   Екипите на Street View вече са
Откриха следи от една от първите звезди във Вселената

08.10.2014

Учени откриха следи от една от първите звезди във Вселената, които са били супермасивни, съобщи сп. "Сианс е авнир".   Компютърни симулации на астрономи предсказваха, че тези звезди с колосални размери, появили се неколкостотин милиона год
Русия ще тества космическа ракета от нов клас

08.10.2014

Русия насрочи изпитателното изстрелване на новата тежкотоварна космическа ракета-носител "Ангара" за 25 декември. "Ангара" е първата космическа ракета от нов клас, разработена от Русия след ерата на Съветския съюз. Тя е важна част от усилията н
Иран изстрелва 5 спътника до март 2016 г.

08.10.2014

През периода март 2015-март 2016 година Иран предвижда да изстреля три спътника собствено производство. Това съобщи иранската информационна агенция Фарс, като се позова на заместник-началника на Иранската космическа агенция (ISA) Хамид Фазели.

Космос

Как е била осветена Вселената?

16.10.2014

  Ново изследване обяснява как галактики за пръв път са осветили ранната Вселена, която била потънала в мрак. Тя останала тъмна близо 400 милиона години, докато първите звездни галактики не станали източник на достатъчно силно рентгеново
Русия и Европа ще връщат проби от Марс на Земята

16.10.2014

  Русия и Европа разработват съвместна програма за доставяне на Земята на почва от Марс като продължение на програмата "ЕкзоМарс". По думите на директора на Института за космически изследвания към Руската академия на науките Лев Зельони
Комета с размерите на планина ще се размине “на косъм“ с Марс

10.10.2014

Комета с размерите на планина ще се размине “на косъм“ с Марс Сн.: DarikNews.bg   Всички космически апарати от международната марсианска флотилия - пет орбитиращи и два марсохода, ще заемат предните места за предстоящо шоу, когато на 19
Лунното затъмнение на 8 октомври ще затъмни и Уран

07.10.2014

В десетия месец на годината ни очакват няколко класически астрономически събития и преди всичко пълно лунно и частично слънчево затъмнение. © NASA   Двете затъмнения обаче няма да се виждат от нашите географски ширини, но и ние ще има
Япония изстреля спътник, който ще прогнозира тайфуни

07.10.2014

  Япония изстреля метеорологичния спътник „Химавари 8”, който ще може предварително да прогнозира наближаващи тайфуни, изригвания на вулкани  и други стихийни бедствия. © Архивен скрийншот: Youtube.com   „Химавари 8”, което в пре

Технологии

Жените играят повече на електронни игри

13.10.2014

  Ново проучване на игровите навици във Великобритания потвърди, че стереотипът за играещото само в стаята си момче тийнейджър наистина е мъртъв. Изследването, което е базирано на анкети с 4000 британци, установява, че жените са 52 процента
Десет водещи IT тенденции през 2015 г

10.10.2014

Анализаторската компания Gartner разкри десет технологични тенденции, които ще доминират в IT света през 2015 година. Сред тях са интернет на нещата, триизмерният печат, бизнес анализите и др., предаде TechNews.bg.  Продажбите на 3D принтери ще на
Туитър съди американските власти

08.10.2014

Туитър съди американските власти Сн.: DarikNews.bg   Туитър съди американските власти заради законови разпоредби. Въз основа на настоящите регулации социалната мрежа не може да разкрива някои информации относно искания на правителс

Условия за ползване За нас Подкрепете ни! Карта на сайта Приятели За реклама Контакт с нас Каузи