Поиск

Происхождение и химизм осадочных пород
28.10.2015

Как морские, так и континентальные осадочные породы могут быть подразделены на подгруппы в зависимости от способа накопления: механические наносы, химические осадки, породы биогенного генезиса.
Механические наносы. В зависимости от размера обломков пород, переотложенных под влиянием силы тяжести, движения ледников, текучей воды или ветра, различают:
а) грубообломочные наносы: каменистая морена, галечники, отложения щебня, дресвы, гравия;
б) пески (размеры частиц 1,00—0,10 мм), отложенные прибрежными течениями морей и озер, потоками ледниковых вод, рек, ручьев, ветром (барханы и дюны);
в) суглинки (размеры частиц 0,10—0,01 мм), отложенные ледниковыми, дождевыми или речными потоками, течениями озерной или морской воды. Различают суглинки легкие, переходящие в пески, и более тяжелые, переходящие в глины. Нередко суглинки слоисты и имеют конкреции окислов железа, марганца или скопления извести и гипса.
Среди суглинистых осадочных пород особенно важны для почвообразования лёссы и лёссовидные породы, занимающие огромные пространства в Центральной Азии и Восточной и Центральной Европе, а также на равнинах Аргентины, Уругвая и Соединенных Штатов Америки. Почвы, образующиеся на лёссах и лёссовидных суглинках, обычно отличаются высоким и устойчивым плодородием (рис. 33).
г) глины (размеры частиц менее 0,01 мм) — осадки, отложенные на дне стоячих водоемов, в речных и дельтовых озерах, особенно в озерах ледникового происхождения, в морских лагунах, эстуариях и заливах. В зависимости от условий происхождения глины могут содержать легкорастворимые соли, скопления соединений железа, алюминия, марганца, конкреции и горизонты извести, кристаллы и прослои гипса.
Глины, как правило, более или менее слоисты. Иногда эта слоистость скрытая, ню чаще она отчетливо выражена. В сравнении с песками и суглинками глины гораздо более обеспечены элементами минерального .питания растений: фосфором, калием, кальцием, медью, цинком, кобальтом. Часто в глинах присутствуют органическое вещество и азот.

Происхождение и химизм осадочных пород

Однако физические свойства глин иногда могут быть крайне неблагоприятными для почвенного плодородия. Это зависит от минералогического состава глин. Глины, содержащие значительное количество аморфных, некристаллизованных аллофаноидных минералов, а также минералов группы монтмориллонита, обладают крайне высокой гидрофильностью, часто бесструктурностью и очень низкой проницаемостью для влаги и воздуха, что обусловливает низкое естественное плодородие почв. С глинами, образовавшимися в аридных условиях, иногда связано также присутствие значительных количеств токсических солей, что приводит к высокой исходной засоленности почв, образовавшихся на этих глинах.
Химические осадки. В морских лагунах и заливах, а также в озерах, расположенных в условиях сухого жаркого климата, вследствие интенсивного испарения из раствора выпадают и осаждаются различные химические соединения. Этим путем образуются значительные толщи химических осадочных пород, состав которых тесно связан с геохимической обстановкой местности и условиями природной среды. Химические осадки могут быть совершенно чистыми или более или менее загрязненными примесями механических осадков — глинистых, песчаных и даже каменистых частиц. Примером таких осадочных пород может быть пресноводный мергель, т. е. известковая осадочная порода, содержащая не менее 20—30% углекислого кальция и образующаяся при испарении пресной жесткой озерной или грунтовой воды. На дне соляных озер или заливов и морских лагун с повышенной концентрацией .воды происходит химическое осаждение гипса, мирабилита, тенардита, поваренной соли, кремнезема, окислов железа и марганца, соединений микроэлементов.
В прошлые геологические эпохи, в частности в пермскую, процессы образования химических осадочных пород были особенно распространены. Этим путем образовались мощные залежи известняков, гипсов, соляных отложений, которые используются как сырье для цементной и химической промышленности. Почвы, образованные на чистых химических осадках солей, в большинстве случаев отличаются крайне низким плодородием. Образование химических осадков в современных условиях также широко распространено. Так, в черноморских лиманах можно часто наблюдать соляные грязи и концентрированные соляные растворы, из которых выпадает в осадок сульфат или хлорид натрия. То же наблюдается в заливе Каспийского моря Кара-Богаз-Гол. В соляных озерах Западной Сибири и Казахстана идет современное накопление почти чистых осадков сернокислого и углекислого натрия. Равнинные пустыни Чили и Перу закрыты мощными пластами сернокислых и азотнокислых солей древнего происхождения.
Почвы, образующиеся на известняках и меле, обычно отличаются высоким плодородием и благоприятными физическими свойствами. Во многих случаях тонкие коллоидные глины образовались в природе так же, как продукты химического взаимного осаждения соединений кремнезема и полуторных окислов из водных растворов.
Осадочные породы биогенного происхождения. Особую группу осадочных пород представляют многометровые скопления органического вещества, главным образом растительного происхождения. Органическое вещество может накапливаться в зарастающих озерах, которые постепенно завоевываются торфом. В дельтах тропических рек озера и острова зарастают мощными лесами, перевитыми лианами, а также болотной растительностью. Многочисленные поколения таких лесо-болотных формаций, развивающихся одна на другой, сопровождаются накоплением громадных количеств растительной массы и перемежающихся толщ аллювия, которые, погребаясь новыми минеральными отложениями, под влиянием повышенного давления, температуры и анаэробного разложения, могут превратиться в лигнит или каменный уголь.
Пресноводные послеледниковые озера отличались интенсивной жизнью, разнообразной макро-, мезо- и микрофлорой и фауной. Это вело к тому, что на дне пресноводных озер отлагались значительные толщи тончайшего органического ила, который получил название «сапропель». В древних лагунных осадочных отложениях формировались пока еще не совсем выясненными путями битуминозные породы, асфальты, битумы и нефть.
Органогенными осадками являются некоторые известняки, трепел (скопление кремневых панцирей диатомовых водорослей). В Карелии и на Кольском полуострове на поверхности оказались древние (нижний протерозой) биогенные осадки — шунгиты, на которых формируются довольно плодородные темные почвы.
Органогенные осадочные породы отмеченного типа не занимают больших непрерывных пространств, но они могут систематически встречаться на ограниченных территориях и, таким образом, играть существенную роль в формировании своеобразных почв, всегда обеспечивая последним высокую гумусность. Наиболее известны почвы, образованные на четвертичных торфах и торфяных отложениях. Почвы, которые сформировались в процессе минерализации осоково-тростниковых торфяников, обычно отличаются высоким естественным плодородием. Осушение осоково-тростниковых торфяников в Белоруссии и Западной Сибири позволяет получить обширные массивы высокоплодородных почв, образованных на органогенных осадках. Отложения сапропеля используются как удобрение, содержащее органическое вещество, фосфор, калий, азот и другие питательные элементы. Некоторые бурые угли и лигниты также используются для удобрений или мелиораций, так как они дают ценное органическое вещество и нейтрализуют щелочные почвы. В странах развитой добычи каменных и бурых углей на выбросах горных пород («пустая порода»), содержащих большие количества органических соединений, можно наблюдать современное почвообразование.
О химическом составе осадочных пород разного типа можно судить по данным обзорной таблицы 17.
Происхождение и химизм осадочных пород