ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОСАДКОВ
В результате процессов аккумуляции, производимых экзогенными силами, на земной поверхности накапливается большая или меньшая толща осадков. В силу разных процессов эти осадки со временем преобразуются в горные породы осадочного происхождения. Литогенезом называют всю совокупность процессов осадконакопления (седиментогенеза) и образования осадочных горных пород (диагенеза). Характер постседиментационных процессов зависит от условий залегания горных пород, то есть их расположения на земной поверхности, или же в глуби земной коры.
Диагенез заключается в превращении рыхлых осадков в плотные породы. Поскольку более 95 % объема осадочных пород территории суши имеют морское происхождение, то и процессы диагенеза логичнее всего рассматривать на их примере. Изначальному морскому осадку свойственны такие особенности, как обогащенность органическими веществами, водой, илистыми частицами и химически осажденными веществами. Названные компоненты вступают в физико-химическое взаимодействие друг с другом и окружающей средой, что ведет к образованию устойчивых к данным конкретным условиям осадочных пород. Диагенез идет благодаря следующим превращениям:
– растворение и вынос неустойчивых соединений (минералов);
– образование новых, устойчивых соединений (минералов);
– уплотнение и обезвоживание;
– миграции минералов и образование конкреций;
– цементация и перекристаллизация вещества.
Особенно велико влияние на все эти процессы высокой влажности и изобилия бактерий. Влажность облегчает диффузию вещества. Под действием разлагающих органику бактерий изменяется химическая реакция внутри осадка, что ведет к образованию новых минералов. Так, в окислительной среде накапливаются гидроокислы металлов (лимонит), в нейтральной – карбонаты (сидерит), а в восстановительной – сульфиды (пирит). Уплотнение и обезвоживание происходят за счет давления, создаваемого вышележащими слоями – так глины превращаются в аргиллиты. Цементация идет путем отложения фильтрующейся водой мелких частиц между ранее накопленными более крупными обломками. В качестве мелких частиц могут выступать глинистые, железистые, карбонатные, кремнистые и др. Благодаря цементации песок переходит в песчаник. Процессы образования конкреций и замещения минеральных соединений протекают при участии растворов. При этом наблюдаются метасоматоз (замещение одного минерала другим) и псевдоморфизм – разновидность метасоматоза, при которой полностью сохраняется внешняя форма первичного минерала. Перекристаллизация осадка является его реакцией на рост давления и температуры, чаще всего она проявляется в карбонатных и кремнистых органических и химических отложениях. Перекристаллизация проявляется в увеличении размера кристаллов, слагающих породу, или в преобразовании органических соединений в кристаллические.
Осадочные породы, возникшие благодаря диагенезу, могут подвергаться дальнейшим изменениям. Такие постдиагенетические изменения называют эпигенетическими. Главными причинами эпигенеза служат тектонические движения, под действием которых породы либо погружаются на большие глубины, либо выносятся на поверхность. В случае погружения, на фоне роста температур и давления, наблюдается последовательный ряд трансформаций, все более близких к метаморфизму.
Катагенезом называют процесс уплотнения осадочных пород, протекающий за пределами зоны диагенеза, но еще не в зоне метаморфизма. Катагенез происходит при повышенных температурах и давлении и в присутствии минерализованных подземных вод. Пример: образование из торфа углей: вначале бурого, затем каменного и, наконец, антрацита. Дальнейший рост температур и давления ведет к еще более глубоким изменениям горных пород.
Метагенез – последняя, близкая к метаморфизму ступень постседиментационного преобразования осадков, находящихся в глуби земной коры. Происходящие во время метагенеза процессы перекристаллизации и растворения, взаимодействия минералов с минерализованными растворами, ведут к изменению химического и минерального состава горных пород, их структур и текстур.
Гипергенез – изменение находящихся на поверхности горных пород под действием процессов выветривания. В результате растворения возрастает пористость горных пород и уменьшается их плотность. Благодаря гидратации увеличивается объем и снижаются прочностные свойства пород.
ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ
Эндогенные процессы проявляются в движениях блоков литосферы, изменениях характера залегания слоев горных пород, а также в процессах землетрясений, магматизма и метаморфизма. Энергетическим источником эндогенных процессов почти исключительно является внутреннее тепло Земли. В своей совокупности эндогенные процессы ведут к формированию главнейших структур земной коры и литосферы. Наука, изучающая строение земной коры и литосферы, геологические структуры и особенности их развития и распространения называется тектоникой.
Тектонические движения проявляются в механических перемещениях блоков литосферы. По направлению движения их разделяют на вертикальные и горизонтальные; по скорости на медленные и быстрые; по времени протекания на неотектонические (происходили в кайнозое, или даже в мезозое – кайнозое) и собственно тектонические (тектонические движения более древних этапов развития Земли). В свою очередь, среди неотектонических движений выделяют современные, которые происходили в историческое время.