Основы теории литогенеза или стадии образования осадочных пород.

Осадочные породы, в отличие, скажем, от магматических, меняются практически постоянно. Становление осадочных пород постепенное, состоит из многих стадий образования и преобразования. Перечислим эти стадии и надстадии (Тимофеев и др.1974)

I.Седиментогенез

1.Мобилизация: выветривание и вулканизм

2.Перенос или миграция в-ва.

3.Накопление, или седиментация.

II.Литогенез

4.Диагенез

5.Катагенез, или эпигенез

6.Метагенез

Большинство пород проходит все эти стадии, однако, в истории многих пород ряд стадий выпадает, либо они ещё не вступили в превращения той или иной стадии.

Первая стадия – мобилизация вещества - формально выделяется в истории каждого осадка и породы, но, если рассматривать по существу, её можно не различать в образовании элювиальных пород. В самом деле, кора выветривания формируется по готовым, существующим породам, вещество которых уже мобилизовано, т.е. собрано вместе за цикл прежнего породообразования, а к данному этапу мобилизация уже не имеет отношения. В истории автохтонных углей отсутствует форма мобилизации – выветривание (как и вулканизм), т.е. не выделяется стадия мобилизации в этих литологических формах. Естественно, происходят биологические формы мобилизации, как и химические (поглощение СО₂ из воздуха, воды, минеральных веществ и азота из почвы) при формировании пород коры выветривания. Так же формируются биорифы, без выветривания и вулканизма, а мобилизация происходит на более низком, биохимическом уровне. Выветривание отсутствует при образовании туфов, но здесь вещество мобилизуется вулканическим способом.

Т.е. кроме элювиальных пород, во всех остальных породах существует стадия мобилизации.

Вторая стадия – перенос – как стадия седиментогенеза не выделяется в истории кор выветривания, автохтонных углей, рифов и др. биогенных накоплений на месте жизни организмов (Хотя внутрикоровое перемещение вещества и энергии значительно, но это более низкий уровень процессов).

Третья стадия – накопление или седиментация – центральная и обязательная стадия для каждого осадка, поэтому она выделяется в истории каждого осадка, хотя накопление происходит в разных формах, а иногда выделение этой зоны становится формальным. Так, в корах выветривания накопление произошло до данного цикла седиментогенеза, и к формирующимся породам оно не имеет прямого отношения. Происходит внутрикоровое накопление, например руд алюминия и железа, но это более глубокий, химический уровень.

Перенос и накопление так тесно связаны, что их часто трудно разделить. Например, отложенный во время паводка песок в русле реки можно рассматривать как прошедший стадию накопления (и он действительно может, при удачном повороте событий перейти а ископаемое состояние), но можно считать, что он ещё находится в стадии переноса, т.к. в следующий паводок он будет обязательно взмучен и перенесён ниже по течению.

Четвёртая стадия – диагенез. Её проходят все породы, это и понятно, потому, что диагенез – это образование из осадка породы. Осадки могут войти в эту стадию, но процесс литогенеза может прекратиться, если эти слои будут снова подняты в зону гипергенеза и подвергнуты выветриванию. Иногда диагенез может вообще не начинаться, а отложенные осадки тотчас же вступают в стадию выветривания.

Пятая стадия – катагенез . Её проходят не все породы. Многие платформенные породы не вышли из этой стадии, независимо от их геологического возраста: например, синие кембрийские глины Прибалтики остаются ещё пластичными, т.е. находятся на стадии, или вернее подстадии, раннего катагенеза. Рифейские песчаники Прибалтики вступили в поздний катагенез.

Шестая, последняя стадия – метагенез, или метаморфизация осадочных пород, происходит лишь в т.н. геосинклинальных или подобных глубоко прогибающихся зонах при повышенном тепловом потоке, что осуществляется на платформах только в авлакогенах и рифтах.

Т.о., литогенез понимается широко как породообразование в целом, т.е. включает все стадии, начиная с мобилизации и заканчивая метагенезом; и более узко (по Н.М.Страхову) – как первые 4 стадии (от мобилизации до диагенеза включительно ), и ещё более узко, как непосредственно породообразование ( по П.П.Тимофееву), объединяющее три последние стадии – диагенез, катагенез, метагенез. Вероятно, можно рекомендовать 1-е и 3-е понимание. Когда надо сказать кратко о всей истории породы и о всём осадочном породообразовании, можно употребить термин “литогенез” в самом широком смысле слова. Например, коры выветривания, образующиеся в надстадию седиментогенеза, не являются осадками, и их образование лучше назвать литогенезом.

Мобилизация вещества для образования осадочных пород.

Мобилизация веществава для осадков и осадочных пород – не одноактный, а длительный процесс, часто измеряемый геологическим временем. Вещество собирается из самых разных источников и в разных формах. Главными источниками вещества являются выветривание и вулканизм, понимаемый широко, т.е. включающий и горячие источники, непосредственно не связанные с вулканами. Из остальных источников отметим: - мобилизация вещества организмами, космическое вещество, техногенное вещество.

Выветривание

Это основная форма мобилизации и продуцирования вещества для осадков и осадочных пород, поставляющая, вероятно, не менее 75-80%.

Выветривание – открытая динамическая система механических, физических, химических и биологических процессов преобразования и новообразования горных пород и осадков в условиях поверхностной части литосферы.

Некоторые геологи (Л.Б.Рухин) исключают новообразование из выветривания, относя их к сингенетическим, сильно сужая понимание выветривания. При выветривании происходят как разрушительные, так и созидательные процессы, и они так тесно переплетаются между собой, что разделить их на какие-то стадии невозможно. Следовательно, чтобы определение соответствовало фактическому содержанию понятия выветривания, в него необходимо ввести это дополнение.

Наибольшая трудность в том, выветриваются ли осадки? Большинство геологов, как наших, так и зарубежных, отвечают на этот вопрос отрицательно, и все изменения только что отложенных осадков трактуются как диагенетические, серьёзно не обосновывая подобную трактовку. Основатель советской литологии М.С.Швецов также считал преобразование осадков под влиянием среды образования, т.е. на поверхности, диагенезом, отмечая, что он практически не отличается от выветривания, но настолько резко отличается от диагенеза (который происходит после погребения осадка), что он назвал его особым термином экзодиагенез. Но Швецов не устанавливает границы между экзодиагенезом и выветриванием. Шанцер предложил весь этот сложный комплекс процессов называть элювиальным процессом или элювиогенезом.

В нём он различает 4 группы явлений:

1) собственно выветривание в его обычном понимании, т.е. разрушение и разложение исходного вещества материнских пород с образованием продуктов выветривания;

2) частичный вынос и перераспределение подвижных продуктов выветривания, с возникновением различных стяжений - конкреций, кристаллических новообразований и т.п.

3) взаимодействие продуктов выветривания друг с другом в ходе их миграции, сопровождающееся синтезом новых минералов;

4) метасоматическое замещение первичных минералов материнских пород продуктами выветривания.

Все эти процессы тесно связаны друг с другом, и всё это можно назвать выветриванием, но здесь происходит и породообразование. Страхов считал, что субаэральное преобразование осадков отвечает выветриванию и не имеет ничего общего с диагенезом. Главным для него был термодинамический характер преобразований – прежде всего открытость или закрытость системы. Выветривание происходит в условиях открытой системы, диагенез – только после изоляции от среды осадконакопления.

Для более конкретного рассмотрения выветривания разделим его на субаэральное (выветривание на суше) и субаквальное -подводное (гальмиролиз)

Субаэральное выветривание изучено довольно хорошо. Основными агентами выветривания являются: вода, кислород, углекислота, др.газы, живые организмы, органическое в-во, кислоты, щёлочи, солнечное тепло, колебания температуры, а также: ветер и сила тяжести.

Основные процессы: физическое выветривание, которое делится на температурное и механическое выветривание; химическое и биологическое выветривание.

Физическое выветривание. Главным фактором является колебания температуры: суточные, сезонные и погодные. В следствие анизотропии кристаллов коэффициенты их линейного расширения при нагревании различаются по разным направлениям, что даже при небольшом количестве повторений в твёрдом теле порождает микротрещины, которые со временем только расширяются. Монолитная порода становится рыхлой и превращается в каменистый развал до алевритовой размерности. Ещё более интенсивно этот деградационный процесс идёт в тёплых зонах Земли, когда к нему подключается химическое выветривание. В полярных и пустынных зонах формируется физический элювий, представленный каменистыми развалами. Коренная порода в обломках остаётся химически свежей, т.е. седиментологически незрелой, что проявляется в несортированности, неслоистости, неокатанности материала.

Механическое выветривание связано с воздействием внешних сил: действием замерзающей воды, ростом кристаллов солей, расклинивающем действием корней растений, действием роющих организмов.

Химическое выветривание развивается только в гумидных областях. Два важных фактора: вода + тепло создают мощные латеритные коры выветривания 4-х зонного строения:

IV Аллитная зона

III Каолинитовая зона

II Гидрослюдистая зона

I Обломочная зона

Материнская порода

В умеренном гумидном климате вследствие недостатка тепла выветривание останавливается на каолинитовой зоне. Аллитная зона не образуется.

Процессы химического выветривания:

1) растворение (NaCl)

2) гидратация CaSO₄ + 2H₂O = CaSO₄ х 2H₂O

3) гидролиз K[AlSi₃O₈] –® Al₄(OH)₈[Si₄O₁₀] –® Al(OH)₃

_{ортоклаз каолинит гиббсит}

4) окисление FeS₂ + O₂ –® Fe₂O₃ + H₂O

5) выщелачивание

6) восстановление

7) синтез новых минералов

8) карбонатизация

1) метасоматоз

Основное содержание химического выветривания – преобразование силикатов, протекающее обычно полистадийно.

Биологическое выветривание часто рассматривается как механическое: перемешивание почвы дождевыми червями, действие роющих животных и др., но в некоторых случаях, например, при выделении органических кислот, образующихся при гниении органических остатков, воздействие схоже с химическим выветриванием.

В целом субаэральное выветривание поставляет в пути миграции основную массу обломочных компонентов, коллоидных и ионных р-ров, из которых образуются будущие породы. Остающаяся на месте меньшая по объёму часть продуктов выветривания не является осадками – это элювий.

Подводное выветривание. Это процесс подводного разложения пород, происходящий на границе литосферы и морской гидросферы под действием морской воды. Агенты: действие кислорода, органической жизни, в частности бактериальной, высокое давление на дне морей и океанов, способствующее растворению минералов и их замещению новыми минералами и, конечно, сама морская вода. В качестве типичных продуктов гальмиролиза рассматривается: глауконит, который отражает процесс обогащения осадка железом и калием; осадочные Fe руды – шамозит и др; глубоководная красная глина, цеолиты, фосфориты, Fe-Mn конкреции и др.

Несмотря на резкое различие сред – воздушной и водной – продукты выветривания во многом аналогичны. Различия состоят в литотипах, соотношениях типов, их относительном развитии и масштабах. Например, механический элювий под водой развит несравнимо больше, многие руды (Fe и Mn) формируются именно в результате сгружения при перемывании на месте. Химический элювий под водой может быть более разнообразный, хотя мощность меньше. Это формация красных пелагических глин. В комплексе процессов выветривания доминирует растворение карбонатов ниже критической для них глубины (4500м), растворяются и кремневые скелеты диатомей, радиолярий. Остаются самые стойкие силикатные и биогенные компоненты (зубы акул).

Вулканизм, или эндогенный вынос в-ва.

Мобилизация эндогенного в-ва изучена слабо. По разным компонентам она оценивается от нескольких до 50% (Mn, железомарганцевые конкреции). Тем не менее не вызывает сомнений важная роль эндогенной поставки растворов Fe, Mn, S, As, Sb, возможно Р, отчасти Al и др. компонентов.

Эндогенное в-во поставляется в 3-х формах: твёрдом, жидком и газообразном.

Твёрдые продукты – лавы и пирокласты. Лавы продуцируют осадочный материал сингенетично и поствулканично. Сингенетичная мобилизация в-ва выражается в расчленении краёв лавовых потоков при движении, погружении обломков в осадочный, глинистый, песчаный и др.материал и образование брекчиевых лавокластов. Другим генетическим типом являются гиалокластиты – стекловатые продукты шоковой или закалочной десквамации (шелушения) лавовых шаров – подушек при подводном или подлёдном излиянии, а также накопления шариков – продуктов пульверизации лавы под водой.

Значительно более обилен пирокластический материал, формирующийся при взрывной, или эксплозивной деятельности вулканов – туфы. Скорость накопления пирокластов одна из самых больших – метры за часы или дни. Чаще всего материал ювенильный разного размера. Реже материал смешанный т.е. мобилизованный взрывом уже в твёрдом состоянии – при взрыве вулканической постройки. Пирокластический материал разносится на большие расстояния, постепенно уменьшаясь в размере.

Жидкий вынос осуществляется коллоидными и ионными р-рами, переносящими SiO₂, Al₂O₃, Fe, Mn и др. металлы. Большинство соединений более растворимы в горячих водах, поэтому горячие р-ры переносят большой объём в-ва. На поверхности р-ры охлаждаются и осаждают травертин и другие гидротермальные химические осадки.

В последнее время получено много фактов о том, что вода не ювенильного происхождения, а берётся из осадков, т.е. ремобилизуется при прогревании стратисферы внутренним теплом.

Газовый вынос вулканических р-нов состоит из паров воды, СО₂, СО, Н₂S, H₂, CH₄, N₂, NH₃, S, As, благородных газов и др.

Большей частью они уходят в атмосферу, где обезличиваются, но частично переходят в р-р и твёрдую фазу. Так, сероводород окисляется до элементарной серы. Происхождение основной части газов также не ювенильное: они мобилизованы из осадочной оболочки, а частично из подземных вод. Большой вклад вносит и захороненное органическое в-во, при повышении t отдающее почти все свои газовые компоненты : водород, кислород, азот, серу, углерод.

Биогенная и техногенная мобилизация (шлаки, отвалы, сбросы технических вод, удобрения, битое стекло, пластмасса, нефтяные отходы, бытовой мусор и т.д.) – значительно уступают первым двум. Изучение и оценка техногенной мобилизации – актуальная задача литологии.

Перенос – вторая стадия литогенеза.

Хотя перенос очень трудно отделить от седиментации, всё же они принципиально отличаются, и необходимо их раздельное рассмотрение. В целом перенос – самостоятельная стадия, несущая большую геологическую информацию.

Перенос различают по силам (или агентам), путям (или средам) и формам.

Главных сил переноса на Земле 4:

1) сила тяжести

2) движение атмосферы и гидросферы, а также льда

3) вулканическая энергия взрывов

4) жизнь, в том числе человеческая или техногенная.

Пути переноса: это те пути по которым происходит перемещение в-ва в зоне осадкообразования. Пути миграции охватывают всю поверхность, пролегая в разных средах: воздушной, водной и твёрдой (в пещерах), имеют разные направления, часто перекрещиваются и противоположные на разных гипсометрических уровнях. Результирующий момент этих путей направлен от водораздела к долинам, от континентов - к океанам. Это общее направление осложняется временными противоположными перемещениями, например, ветром.

Рассмотрим подробнее перенос по силам и путям.

Перенос воздухом, точнее ветром.

Движение воздуха вызываются:

1) вращением Земли вокруг оси;

2) различным температурным режимом в разных широтных зонах Земли

3) распределением зон низкого и высокого давления

4) рельефом Земли

5) распределением суши и моря.

Особенностью движения атмосферы является её сильная изменчивость по силе и направлению, а также способность перемещать материал не только в пониженные участки поверхности, но и на возвышенности, против действия силы тяжести, что присуще только животным и человеку. Движение воздуха характеризуется скоростью и давлением. Скорость ветра обычно min у поверхности, где движение тормозится рельефом. Но существуют механизмы, позволяющие поднимать пыль высоко над Землёй. Это:

Во – первых: турбулентные движения воздуха в вертикальной плоскости;

Во – вторых: смерчи и ураганы

В – третьих: извержения вулканов.

Такой материал может долго вращаться вокруг Земли.

Перенос в атмосфере осуществляется двумя способами: волочением и во взвешенном состоянии.

Перенос волочением , т.е. перекатыванием и подпрыгиванием зёрен осуществляется на открытых от растительности пространствах – на песчаных побережьях и в пустынях на расстояния до 10-ков и даже сотен км. При торможении ветра у поверхности происходит 2 процесса:

1) отрыв зерна от поверхности вследствие турбулентного движения вверх

2) осаждение зёрен и образование холмов, барханов, дюн и т.д.

Образуются хорошо сортированные и хорошо окатанные пески, реже гравелиты, с характерной косой слоистостью.

Перенос во взвешенном состоянии, т.е.в виде аэрозоля, осуществляется на значительно большие расстояния – в сотни и даже тысячи километров и даже вокруг Земли. Переносимые частички, естественно, меньшего размера, чем переносимые волочением. Их размер прямо пропорционален скорости ветра. Форма (парусность) и удельный вес также влияют на перенос, т.о. сильный ветер способен переносить крупный песок – до 1мм, а во время ураганов до 5-10 см. Поскольку атмосфера практически всегда находится в движении, в ней постоянно содержится то или иное к-во взвешенных частиц, и она является постоянным аэрозолем. Даже при содержании 6000 пылинок в 1см³ воздух считается чистым. Атмосферная пыль полигенична, но в основном она эоловая, в заметной мере – вулканическая и в малой – космическая, метеоритная и техногенная. К-во переносимого материала огромно. Перенос во взвеси формирует генетический тип отложений – эоловый лёсс с горизонтальной слоистостью мощностью до 1-х метров. Навеянный материал откладывается и в водоёмах (морях и частях океанов, прилегающих к пустыням) и составляет до 15% по массе осадка.

Гравитационный перенос.

Перенос под действием силы тяжести почти в чистом виде осуществляется на склонах и приводит к накоплению особых генетических типов: обвалов, осыпей, оползней, солифлюкционных и делювиальных отложений.

Обвалы происходят чаще всего в горах, когда крутые склоны в результате выветривания становятся неустойчивыми и обрушиваются в результате, чаще всего землетрясения (коллювий).

Осыпи формируются на склонах средней крутизны 20-40⁰ в результате медленного перемещения материала склонов. Для них характерна следующая дифференциация обломков по размеру: у источника осыпи обломки мельче, чем по её фронту, т.к. крупные обломки, обладая большой инерцией движения, скатываются дальше мелких.

Оползни распространены ещё шире. Это крупные смещения масс по склону. Отложения называются олистостромами.

Солифлюкционные отложения – формируются течениями переувлажнённой массы. Формы накопления – террасы размером в первые м. Другой литотип– каменные реки – курумы.

Делювий – смыв с некрутых склонов (до 20 – 30⁰) мелкими ручейками щебёнки и мелкозёма. Это т.н. плоскостной смыв, который широко распространён, главным образом в гумидных зонах.

В целом гравитационный перенос осуществляется на небольшие расстояния.

Перенос русловыми водными потоками.

Это основной путь миграции в-ва на континентах , более 90%. Перенос осуществляется как временными потоками, так и постоянными.

Временные потоки осуществляют сравнительно короткий перенос, главным образом, в горных и аридных областях. Глинисто – каменный материал перемещается в виде грязекаменных потоков с большой скоростью и отлагается сразу, почти без сортировки. Такие отложения называются пролювием. Иногда образуются обширные конусы выносов с дифференциацией материала: крупный материал у вершины конуса, далее более мелкий.

Перенос постоянными речными потоками – основной на континентах. Реки переносят материал на расстояние до 5-7тыс. км. При этом он сортируется, уменьшается, окатывается, формирует речные отложения с характерной косой слоистостью. Речные отложения – аллювий – сложный генетический тип. Их разделяют на русловой, пойменный и старичный, а иногда дробят и больше.

Реки переносят материал в трёх формах:

1) перекатыванием по дну, или волочением

2) во взвешенном состоянии, или в виде водной суспензии

3) в растворённом виде – коллоидными и истинными р-рами

Соотношение таково 0.35:0.35:1

Общее количество переносимого реками Земли материала за год огромно – почти 23млрд.т.

Волочением или перекатыванием переносятся самые крупные обломки, включая глыбы в несколько десятков тонн. Размер переносимых обломков определяется прежде всего скоростью течения, и эта зависимость выражается формулой Эри

Q = A х V⁶ ,

где Q- вес переносимого материала,

V- скорость потока,

А - коэффициент, зависящий от формы

обломков, характера дна, насыщенности

потока (соударения), извилин, ширины

потока и др. обстоятельств. “А”

колеблется от 5 до 7.

Реальное перемещение по дну обломков очень сложно, и математические формулы дают лишь ориентировочное представление. Неизометричные зёрна, а особенно пластинчатые зёрна переносятся легче. С первого взгляда необъяснимый факт; когда по дну перемещается крупная галька, а песок остаётся на месте, объясняется тем, что скорость течения быстро нарастает при удалении от дна и поэтому выступающая из песка галька оказывается в зоне более сильного течения.

При переносе волочением зёрна дробятся, окатываются, их поверхность полируется от соударений. Происходит сортировка и отмыв от глины или алеврита, образуются россыпи тяжёлых минералов, особенно в верховьях рек.

Перенос во взвешенном состоянии из за большой плотности воды по сравнению с воздухом сильно отличается, т.к. удельный вес частиц уменьшается на 1. Например, кварцевая галька в 1см³, весящая в воздухе 2.65г, в пресной воде весит 1.65г, а в солёной воде – около 1.62г. Поэтому взвеси – основная форма переноса осадочного материала реками. Пелитовый и алевритовый материал переносится практически только во взвесях, часто так же переносится тонкий песок (0.05-0.1мм). Перенос во взвесях выражается неокатанностью зёрен, поэтому при изучении необходимо отмечать нижний предел окатывания, т.к. он отвечает определённой скорости течения, которую можно найти в специальных таблицах. В целом, чем быстрее течение, тем больше материала переносится в виде взвесей, и тем грубее он.

Растворы , как форма переноса реками осадочного материала делятся на коллоидные и истинные, или ионные.

Коллоидными называются р-ры, в которых растворённое в-во находится в виде тонких (1-200мкм, т.е. 0.000001 – 0.0002мм) дисперсных частиц, имеющих одинаковый электрический заряд – положительный или отрицательный, что препятствует их объединению, т.е. слипанию, илим коагуляции, в отличие от разнозаряженных ионов истинных р-ров. Коллоидные частицы не подчиняются силе тяжести, и для их осаждения требуется снятие заряда, т.е нейтрализация его каким-то электролитом, в изобилии содержащимся в солёной морской воде, или другим коллоидом противоположного заряда. В зоне осадкообразования преобладают отрицательно заряженные коллоиды. Стабильность коллоидов обеспечивается органическим в-вом, а также слабой щелочной и кислой реакцией воды. В целом коллоиды в речной воде устойчивы и доходят до морей, где и коагулируют в большом количестве.

Истинные растворы - важнейшая форма переноса легкорастворимых, а иногда и плохорастворимых соединений: хлоритов, сульфатов, карбонатов, а также кремнезёма, окисных соединений Mn, Fe, фосфатов и др. в-в. Эти р-ры образуются чаще всего в результате диссоциации на ионы - положительные и отрицательные.

Основные компоненты осадков, переносимых реками делятся на 6 групп.

1) Наиболее растворимые – хлориды и сульфаты К, Na, Ca, Mg – они переносятся только в виде истинных р-ров.

2) Карбонаты Ca, Mg и SiO₂; имеющие более низкую растворимость. Большая их часть переносится в виде р-ров

3) Самые многочисленные и наиболее важные в экономическом отношении – это соединения Fe, Mn, P, Cu, Zn, Pb, Al, Cr, V, Ni и др. эл-тов. Несмотря на малую растворимость, они переносятся как истинные р-ры, а также в виде коллоидов. Они мигрируют и во взвесях – возможно это основная форма миграции. В составе обломков они мигрируют и волочением.

4) Минералы глин переносятся в виде коллоидов, но большей частью в виде взвесей, а также волочением – в виде обломков глинистых пород.

5) Обломочные породы наиболее грубодисперсная фаза – переносится в основном волочением и отчасти во взвеси.

Если говорить об элементах и соединениях, наибольшей подвижностью обладают галоиды и сера, затем щелочные и щелочноземельные компоненты, фтор, кремнезём

Средней подвижностью обладает: P, Mn, Co, Ni, Cu – меньшей, и совсем слабой: Fe, Al, Ti.

Перенос в водоёмах (морях, озёрах). Хотя водоёмы в основном являются приёмниками осадочного материала, тем не менее в их пределах осуществляется и нередко на большие расстояния. Как и в реках перенос в морях и озёрах осуществляется волочением, во взвесях и в растворённом состоянии. Основные агенты переноса – волнения и течения.

Волнения распространяются на верхнюю небольшую зону, примерно до гл.400м. Практически лишь шельф подвержен взмучиванию осадков. Во внутренних морях размеры волн в 2-4 раза меньше. Волнение – это колебательные движения воды, при которых её частицы испытывают круговые или эллипсоидальные движения, оставаясь как бы на месте.

Течения в океанах, морях и озёрах разнообразны по генезису и масштабам. Большинство из них генерируются ветрами – это ветровые, которые могут быть местными и региональными, а также глобальными. Местные ветровые течения – сгонные, нагонные, вдольбереговые.

Глобальные ветровые течения вызываются пассатными ветрами, дующими постоянно и связанными с вращением Земли ( или силами Кориолиса) и муссонами, меняющими своё направление на противоположное летом и зимой.

Кроме ветровых течений существуют:

- Термогалинные глубинные меридиональные течения, вызываемые опусканием плотных холодных (до +1⁰С) полярных вод и растеканием их по дну океана к экватору.

- Стоковые течения часто генерируются разницей в уровнях сообщающихся через порог водоёмов.

- Вертикальная сезонная циркуляция происходит во всех водоёмах, но наиболее эффективна в озёрах. В них дважды в год осенью перед замерзанием и весной при стаивании льда вода проходит t +4⁰C ( t наибольшей плотности воды). Поэтому такая вода опускается и происходит перемешивание.

- Суспензионные течения – это возникающие внезапно, как сели и снежные лавины мутьевые течения, образующие генетические отложения – турбидиты

Для этих течений необходимо:

1) наличие масс рыхлого материала в неустойчивом положении

2) амплитуда рельефа в сотни метров

3) наличие трубообразных промоин – каньонов в крутом склоне.

4) Толчок к обрушению – землетрясения, хотя обрушение может произойти и без толчка.

Турбидиты практически лишены косой слоистости, отличаются несортированностью внизу и улучшением сортировки выше с одновременным развитием чёткой градационной слоистости, т.е. сменой грубого материала более тонким снизу вверх.

Приливно – отливные течения совершаются дважды в сутки под влиянием притяжения Луны. Кроме этих течений существуют внутренние и донные течения, обусловленные тем, что разные слои океанов отличаются t, солёностью и др. океаническими характеристиками.

Сложные системы циркуляции воды океана, разнонаправленые течения, определённое расположение центров атмосферного давления приводит к расхождению или схождению течений. В первом случае на границе течений возникает полоса дивергенции ( расхождение вод в стороны), что приводит к компенсационному подъёму вод с глубины. Во втором случае возникает полоса схождения вод, или конвергенция, что сопровождается погружением их на глубину. Наибольшее значение для расцвета жизни (планктона) в поверхностных частях океана имеют дивергенция и подъём глубинных вод (апвелинг), богатых биогенными питательными в-вами.

Накопление, илиседиментация.

Это обязательная стадия, её проходят все осадки. Седиментация тесно связана с переносом. Осаждение в стоячей воде подчиняется формуле Стокса :

V = 2/9 х r² х(d₁-d)/m х g, где;

V- скорость падения частиц,

r – радиус частицы,

d- удельный вес воды,

d₁ – удельный вес падающего тела,

m – коэффициент вязкости воды, зависящий от t,

g – ускорение силы тяжести.

Так как вязкость холодной воды увеличивается, осаждение в ней замедляется.

Разные формы переноса определяют и разные способы осаждения: механические, химические и биологические. При этом происходит два общих, но взаимно противоположных процесса:

- смешение (интеграция) и

- разделение (дифференциация) осадочного в-ва.

Выделяют механическую и химическую дифференциацию. Механическая дифференциация происходит:

- По размеру обломков (от крупных до мелких). Это отражается на гистограммах гранулометрического анализа.

- По удельному весу (один из способов образования росссыпей золота, платины, магнетита, циркона и др. тяжёлых минералов).

- По форме (сначала выпадают изометричные зерна, затем призматические, а дальше всех уносятся пластинчатые слюдистые компоненты).

Химическая дифференциация. Сущность её проста – разделение в-ва по хим. составу, но порядок осаждения и причины – спорны и сложны. Пустовалов (1940) хим. дифференциацию сводил к последовательному выпадению соединений в порядке возрастания их растворимости. Но в этой схеме не учитываются:

- климат

- жизнь и органическое в-во

- форма переноса и механизм осаждения

- наличие геоморфологических ловушек

- тектонический режим

В химической дифференциации следует различать две фазы:

1) выпадение из р-ра в твёрдую фазу

2) переход из путей миграции в осадок – седиментацию.

В целом нахождение определяется :

- климатом

- рельефом

- тектоническими условиями

- физ – хим. условиями (pH,Eh, концентрация)

- формами переноса

- органическим в-вом

- режимом и скоростью седиментации

- разбавлением другими компонентами (интеграция)

- сингенезом и др.

Страхов предложил раздельные схемы дифференциации для гумидного и аридного климата.

В гумидном климате последовательность многих осадков повторяет схему Пустовалова с некоторыми существенными отличиями. Например, в ней указаны начальные образования – угли и бокситы и др.

В аридном климате схема иная. Отсутствует гумидная триада Fe-Al-Mn, но развивается своя медно-полиметаллическая (Cu,Pb,Zn).

В вулканических областях схема обратная: у выхода источников развиты закисные соединения (например, сульфиды), ряд заканчивается окисными соединениями (например, лимонитом).