Конгломерат ( / k ən ˈ ɡ l ɒ m ər ɪ t / ) — осадочная порода, состоящая из округлых кусков породы размером с гравий , окруженных более мелкозернистыми осадками (такими как песок , ил или глина ). Более крупные фрагменты внутри конгломерата называются обломками, в то время как более мелкий осадок, окружающий обломки, называется матрицей. Обломки и матрица обычно сцементированы карбонатом кальция , оксидом железа , кремнеземом или затвердевшей глиной.
Конгломераты образуются, когда округлые гравийные отложения, отложенные водой или ледниками, затвердевают и цементируются под давлением с течением времени . Их можно найти в осадочных породах всех возрастов, но, вероятно, они составляют менее 1 процента по весу всех осадочных пород. Они тесно связаны с песчаниками по происхождению и демонстрируют многие из тех же типов осадочных структур , таких как пластинчатая и желобчатая косая слоистость и градуированная слоистость . [1] [2] [3]
Фангломераты представляют собой плохо отсортированные, богатые матриксом конгломераты, которые образовались в результате потоков обломков на аллювиальных конусах выноса и, вероятно, содержат самые большие скопления гравия в геологической летописи. [4]
Брекчии похожи на конгломераты, но содержат обломки угловатой (а не округлой) формы.
Конгломераты могут быть названы и классифицированы по:
Метод классификации зависит от типа и детализации проводимого исследования. [1] [2] [5]
Осадочная порода, состоящая в основном из гравия, сначала называется в соответствии с округлостью гравия. Если обломки гравия, которые ее составляют, в основном хорошо окатаны или полуокатаны, это конгломерат. Если обломки гравия, которые ее составляют, в основном угловатые, это брекчия . Такие брекчии можно назвать осадочными брекчиями, чтобы отличить их от других типов брекчий, например, вулканических и разломных брекчий. Осадочные породы, которые содержат смесь округлых и угловатых обломков гравия, иногда называют брекчио-конгломератами. [2] [5]
Конгломераты содержат не менее 30% округлых или угловатых обломков диаметром более 2 мм (0,079 дюйма), например, гранулы , галька , булыжники и валуны . Однако конгломераты редко состоят полностью из обломков гравийного размера. Обычно пространство между обломками гравийного размера заполнено смесью, состоящей из различного количества ила, песка и глины, известной как матрица . Если отдельные обломки гравия в конгломерате отделены друг от друга обилием матрицы таким образом, что они не контактируют друг с другом и плавают внутри матрицы, это называется параконгломератом. Параконгломераты также часто не стратифицированы и могут содержать больше матрицы, чем обломков гравия. Если обломки гравия конгломерата контактируют друг с другом, это называется ортоконгломератом. В отличие от параконгломератов, ортоконгломераты обычно имеют косую слоистость и часто хорошо сцементированы и литифицированы кальцитом , гематитом , кварцем или глиной. [1] [2] [5]
Различия между параконгломератами и ортоконгломератами отражают различия в том, как они отлагаются. Параконгломераты обычно представляют собой либо ледниковые тиллы , либо отложения грязевых потоков . Ортоконгломераты обычно связаны с водными потоками. [1] [2] [5]
Конгломераты также классифицируются по составу их обломков. Конгломерат или любая обломочная осадочная порода, состоящая из одной породы или минерала, известна как мономиктовый, мономиктовый, олигомиктовый или олигомиктовый конгломерат. Если конгломерат состоит из двух или более различных типов пород, минералов или их комбинации, он известен как полимиктовый или полимиктовый конгломерат. Если полимиктовый конгломерат содержит набор обломков метастабильных и нестабильных пород и минералов, он называется либо петромиктовый, либо петромиктовый конгломерат. [2] [3] [6]
Кроме того, конгломераты классифицируются по источнику, как указано в литологии обломков гравийного размера. Если эти обломки состоят из пород и минералов, которые значительно отличаются по литологии от вмещающей матрицы и, таким образом, являются более древними и получены из-за пределов бассейна осадконакопления, конгломерат известен как внеформационный конгломерат. Если эти обломки состоят из пород и минералов, которые идентичны или соответствуют литологии вмещающей матрицы и, таким образом, являются почти современниками и получены из-за пределов бассейна осадконакопления, конгломерат известен как внутриформационный конгломерат. [2] [3] [6]
Два признанных типа внутриформационных конгломератов — это сланцево-галечные и плоскогалечные конгломераты. [6] Сланцево-галечные конгломераты — это конгломераты, которые в основном состоят из обломков округлых грязевых осколков и гальки, скрепленных глинистыми минералами и созданные эрозией в таких средах, как русло реки или вдоль берега озера. [7] Плоскогалечные конгломераты (конгломераты, расположенные на ребре) — это конгломераты, которые состоят из относительно плоских обломков известкового ила, созданных либо штормами или цунами, размывающими мелководное морское дно, либо приливными течениями, размывающими приливные отмели вдоль береговой линии. [8]
Наконец, конгломераты часто дифференцируются и называются в соответствии с доминирующим размером обломков, входящих в их состав. В этой классификации конгломерат, состоящий в основном из обломков размером с гранулы, будет называться гранулированным конгломератом; конгломерат, состоящий в основном из обломков размером с гальку, будет называться галечным конгломератом; и конгломерат, состоящий в основном из обломков размером с гальку, будет называться гальковым конгломератом. [5] [6]
Конгломераты откладываются в различных осадочных условиях .
В турбидитах базальная часть слоя обычно крупнозернистая и иногда конгломератовая. В этой обстановке конгломераты обычно очень хорошо отсортированы, хорошо окатаны и часто с сильным типом чешуйчатости обломков по оси А. [9]
Конгломераты обычно присутствуют в основании последовательностей, заложенных во время морских трансгрессий над несогласием , и известны как базальные конгломераты . Они представляют положение береговой линии в определенное время и являются диахронными . [10]
Конгломераты, отложенные в речных условиях, обычно хорошо окатаны и плохо отсортированы. Обломки такого размера переносятся в виде донных отложений и только во время высокой скорости потока. Максимальный размер обломков уменьшается по мере того, как обломки переносятся дальше из- за истирания , поэтому конгломераты более характерны для незрелых речных систем. В отложениях, отложенных зрелыми реками, конгломераты, как правило, приурочены к базальной части руслового заполнения, где они известны как галечные отложения . [11] Конгломераты, отложенные в речных условиях, часто имеют черепитчатое напластование типа AB-плоскости.
Аллювиальные отложения образуются в областях с высоким рельефом и обычно являются грубозернистыми. На горных фронтах отдельные аллювиальные конусы выноса сливаются, образуя косые равнины, и эти две среды связаны с самыми толстыми отложениями конгломератов. Основная часть конгломератов, отложенных в этой обстановке, поддерживается обломками с сильным наслоением в плоскости AB . Конгломераты, поддерживаемые матрицей, в результате отложения обломочных потоков, довольно часто связаны со многими аллювиальными конусами выноса. Когда такие конгломераты накапливаются в аллювиальном конусе выноса в быстро эродирующих (например, пустыня ) средах, полученная в результате горная единица часто называется фангломератом . [ 9]
Ледники несут много грубозернистого материала, и многие ледниковые отложения являются конгломератовыми. тиллиты , отложения, отложенные непосредственно ледником, обычно представляют собой плохо отсортированные, поддерживаемые матрицей конгломераты. Матрица обычно мелкозернистая, состоящая из тонко измельченных обломков горных пород. Водные отложения, связанные с ледниками, часто являются конгломератовыми, образуя структуры, такие как озы . [11]
Пример конгломерата можно увидеть в Монтсеррате , недалеко от Барселоны . Здесь эрозия создала вертикальные каналы, которые придают горе характерные зубчатые формы, в честь которых она и получила свое название (Монтсеррат буквально означает «зубчатая гора»). Порода достаточно прочная, чтобы использовать ее в качестве строительного материала, как в аббатстве Санта-Мария-де-Монтсеррат .
Другой пример, конгломерат Крестоун , находится в городе Крестоун и его окрестностях , у подножия хребта Сангре-де-Кристо в долине Сан-Луис в Колорадо . Конгломерат Крестоун состоит из плохо отсортированных фангломератов, которые накопились в доисторических аллювиальных конусах выноса и связанных с ними речных системах. Некоторые из этих пород имеют оттенки красного и зеленого.
Конгломератовые скалы находятся на восточном побережье Шотландии от Арброата на север вдоль береговых линий бывших графств Ангус и Кинкардиншир . Замок Данноттар расположен на скалистом мысе из конгломерата, выступающем в Северное море к югу от города Стонхейвен .
Конгломерат Коппер-Харбор находится как на полуострове Кивино , так и в национальном парке Айл-Ройал в озере Верхнее .
Конгломерат также можно увидеть в куполообразных холмах Ката Тьюта , на Северной территории Австралии [12] или в Будайских холмах в Венгрии. [13]
В девятнадцатом веке было установлено, что толстый слой конгломерата Поттсвилля лежит под антрацитовыми угольными пластами в Пенсильвании. [14]
На Марсе плиты конгломерата были найдены на обнажении под названием « Хоттах », и были интерпретированы учеными как образовавшиеся в древнем русле ручья. Гравий, который был обнаружен марсоходом НАСА Curiosity , варьируется от размера песчаных частиц до размера мячей для гольфа. Анализ показал, что галька была отложена ручьем, который тек со скоростью пешехода и был глубиной от щиколотки до бедра. [15]
Метаморфические изменения преобразуют конгломерат в метаконгломерат . [3]
