Стадія седиментогенеза. Освіта осадового матеріалу
седиментогенез - найголовніша стадія формування осадової гірської породи. Вона здійснюється в три етапи, які послідовно змінюють один одного:
- освіту осадового матеріалу,
- перенесення (транспортування) осадового матеріалу,
- накопичення осаду.
Освіта осадового матеріалу здійснюється в різних фізико-географічних умовах. Джерелами його формування є літосфера, гідросфера, атмосфера, глибинні надра планети і космічна простір.
Літосфера. На поверхні суші і на дні водних басейнів осадовий матеріал утворюється в результаті механічного подрібнення і хімічного розкладання порід різного складу і генезису, життєдіяльності рослинних і, в меншій мірі, тваринних організмів. На суші вивітрювання відбувається інтенсивніше, ніж під водою.
Механічне роздроблення здійснюється під впливом водних потоків, хвильових ударів, льодовиків, сили тяжіння, коливань температури і т.д. Продукти роздроблення, в вигляді уламків різної форми і розміру, а також колоїдальних частинок, являють собою готовий осадовий матеріал.
Хімічне розкладання відбувається, головним чином, під впливом природних вод. Помітний вплив надають вільний кисень, вуглекислий газ, органічні і неорганічні (утворюються, в основному, при вулканічних виверженнях) кислоти. Растворяющая здатність води визначається ступенем дисоціації (рН), окисно-відновним потенціалом (Еh), Складом розчинених в ній солей і газів, температурою і тиском.
Вільний кисень, на частку якого припадає в атмосфері 20,946%, сприяє окисленню органічних сполук і мінеральних утворень.
Вуглекислий газ (що становить в сучасній атмосфері 0,033%) і його похідні (НСО3, Н2СО3 і ін.), розкладають мінерали і гірські породи. Взаємодіючи з карбонатними породами вони розчиняють кальцит, доломіт та інші сполуки, а вивільнені нерозчинні компоненти (уламкових, глиниста частини, органічна речовина та ін.) Являють собою готовий осадовий матеріал. Взаємодіючи з магматичними і метаморфічними породами, вуглекислота розкладає алюмосилікати з утворенням більш простих сполук - глинистих мінералів, оксидів заліза, алюмінію і т.д., які є осадовим матеріалом. Утворилися при цьому іони Са2+, Mg2+, Na2+, K+, CO3 та ін. при зміні геохімічних умов можуть взаємодіяти між собою і іншими іонами, формуючи новий осадовий матеріал.
Гумінові кислоти, що формуються при розкладанні органічної речовини у водних умовах, розкладаючи мінеральні сполуки, стають теж потенційним джерелом осадового матеріалу.Продукти життєдіяльності рослинних і тваринних організмів є також важливою складовою частиною опадів.
Гідросфера. В 1км3 води сучасного світового океану міститься близько 35млн. тонн розчинених речовин і від 350 до 500 тонн зважених часток. Цей матеріал надходив в гідросферу за рахунок знесення з суші, руйнування рифів, морських берегів, надходження з космічного простору, внаслідок вулканічної діяльності, а також процесів гальміроліза. Під гальміроліза (по Л.В.Пустовалову) розуміють всю сукупність хімічних процесів (розчинення, окислення, відновлення, гідратація, катіонний обмін, мінеральні новоутворення), що відбуваються під впливом морських факторів, і що призводять до зміни мінеральних тіл, що знаходяться в морі як в підвішеному стані, так і на дні басейну.
Рушійними силами процесів гальміроліза є склад і солоність вод, температура, тиск, газовий режим. На інтенсивність його процесів впливають життєдіяльність організмів і швидкість накопичення опадів.
Розчинені і газоподібні речовини можуть переходити в тверду фазу і утворювати осадовий матеріал в результаті хімічних реакцій і життєдіяльності організмів. Ці процеси контролюються, перш за все, величинами рН і Eh середовища, що змінюються при змішуванні прісних і солоних вод, концентрації іонів, зростаючої при випаровуванні води і т.д. Крім того, в результаті життєдіяльності організмів з води витягується цілий ряд компонентів з утворенням твердої фази.
Атмосфера. Вуглець, кисень і азот - одні з головних компонентів потужних товщ вапняків, доломіту, кам`яного вугілля, розсіяного органічної речовини. Крім того атмосфера є і місцем утворення осадового матеріалу. Під час штормів з поверхні водойм зривається величезна кількість пилоподібних частинок води, після випаровування якої в повітрі залишаються найдрібніші частинки солі. Досягнувши суші, вони стануть компонентом осадових порід.
Глибинні надра планети. Осадовий матеріал з надр Землі надходить в результаті вулканічної діяльності у вигляді твердої, рідкої і газоподібної фаз.
Тверда фаза представлена вулканічними бомбами, лапіллі, попелом і пемзою. Розміри їх різні - от1-2мм і більше (пил, попіл), до багатотонних брил (лапіллі - уламки середнього розміру - до 5 см). Більш грубий матеріал відкладається поблизу вулкана (на схилах, біля підніжжя). Дрібні частинки розносяться на значні відстані.
Рідка фаза представлена термальними водами у вигляді гейзерів і горючих джерел, що виносяться на поверхню масу розчинених речовин. Частина з них, кристаллизуясь, випадає в осад, частина - надходить в гідросферу, де є потенційний джерело осадового матеріалу.
Газоподібна фаза виділяється при виверженнях у величезних кількостях. У більшості випадків переважають Н2О, СО2, SO2, і N2, сумарний вміст яких досягають 90% і вище. Крім того, до складу газових сумішей входять HCl, HF, H2S, H2, CO, CH4, NH3, Cl, Arта ін. Взаємодіючи з гірськими породами і органічною речовиною, вони утворюють новий компонент осадових порід.
Космічний простір поставляє на Землю матеріал у вигляді метеоритів, метеоритного і космічного пилу. Метеорити за складом поділяються на залізні, залізокам`яні, кам`яні (хондрити) і стекловатиє (тектіти). Їх роль не велика. Більше значення має космічний пил, що представляє собою кулясті частинки розміром 0,5 мм. Щорічно на Землю надходить від 5 тис. До 1 млрд. Тонн космічного пилу. Найбільш ймовірні кількості в сучасну епоху складають 50-100 тис. Тонн.