stringtranslate.com

Красные кровати

Ред-Бьютт, ущелье Селья , Тунис
Скала Катедрал-Рок возле Седоны, сложенная пермскими красноцветными отложениями
Красноцветные отложения пермо-триасовой формации Спирфиш окружают национальный памятник «Башня Дьявола» .

Красные пласты (или красноватые пласты ) — это осадочные породы , обычно состоящие из песчаника , алеврита и сланца , которые имеют преимущественно красный цвет из-за присутствия оксидов железа . Часто эти красноватые осадочные слои локально содержат тонкие слои конгломерата , мергеля , известняка или некоторую комбинацию этих осадочных пород. Оксиды железа, которые отвечают за красный цвет красных пластов, обычно встречаются в виде покрытия на зернах осадков, составляющих красные пласты. Классическими примерами красных пластов являются пермские и триасовые слои западной части Соединенных Штатов и девонские фации старого красного песчаника Европы. [1] [2]

Первичные красные слои

Первичные красные пласты могут быть образованы эрозией и переотложением красных почв или более старых красных пластов, [3] но фундаментальной проблемой этой гипотезы является относительная редкость красноцветных исходных осадков подходящего возраста вблизи области красноцветных осадков в Чешире , Англия. Первичные красные пласты могут также образовываться in situ (ранний диагенетический ) покраснением осадка путем дегидратации коричневых или серо-окрашенных гидроксидов железа. Эти гидроксиды железа обычно включают гетит (FeO-OH) и так называемый «аморфный гидроксид железа» или лимонит . Большая часть этого материала может быть минералом ферригидритом (Fe 2 O 3 H 2 O). [4]

Было обнаружено, что этот процесс дегидратации или «старения» тесно связан с педогенезом в аллювиальных поймах и пустынных средах. Гетит (гидроксид железа) обычно нестабилен по сравнению с гематитом и при отсутствии воды или при повышенной температуре легко дегидратируется в соответствии с реакцией: [5]

2FeOOH (гётит)→ Fe2O3 ( гематит ) + H2O

Свободная энергия Гиббса ( G) для реакции гетит → гематит (при 250 °C) составляет −2,76 кДж/моль, и G становится все более отрицательной с уменьшением размера частиц. Таким образом, обломочные гидроксиды железа, включая гетит и ферригидрит, со временем спонтанно преобразуются в красный пигмент гематит. Этот процесс не только объясняет прогрессирующее покраснение аллювия, но и тот факт, что более старые пески пустынных дюн более интенсивно покраснели, чем их более молодые эквиваленты. [6]

Диагенетические красные пласты

Красноцветные пласты могут образовываться во время диагенеза . Ключ к этому механизму — внутрипластовое изменение ферромагнезиальных силикатов насыщенными кислородом грунтовыми водами во время захоронения. Исследования Уокера показывают, что гидролиз роговой обманки и других железосодержащих обломков следует серии растворения Голдича . Это контролируется свободной энергией Гиббса конкретной реакции. Например, наиболее легко изменяемым материалом будет оливин : например

Fe 2 SiO 4 (фаялит) + O 2 → Fe 2 O 3 (гематит) + SiO 2 (кварц) с E = -27,53 кДж/моль

Ключевой особенностью этого процесса, примером которого является реакция, является образование набора побочных продуктов, которые осаждаются в виде аутигенных фаз. К ним относятся смешанные слои глины ( иллит – монтмориллонит ), кварц , калиевый полевой шпат и карбонаты , а также пигментные оксиды железа . Покраснение прогрессирует по мере того, как диагенетические изменения становятся более продвинутыми, и, таким образом, является зависящим от времени механизмом. Другим следствием является то, что покраснение этого типа не является специфическим для конкретной среды осадконакопления . Однако благоприятные условия для формирования диагенетических красных слоев, т. е. положительный Eh и нейтрально-щелочной pH, чаще всего встречаются в жарких полузасушливых районах, и именно поэтому красные слои традиционно ассоциируются с таким климатом. [7] [8]

Вторичные красные пласты

Вторичные красные пласты характеризуются нерегулярной цветовой зональностью, часто связанной с профилями выветривания суб- несогласия . Цветовые границы могут пересекать литологические контакты и показывать более интенсивное покраснение рядом с несогласиями. Вторичные фазы покраснения могут накладываться на ранее сформированные первичные красные пласты в карбоне южной части Северного моря . [9] Постдиагенетические изменения могут происходить посредством таких реакций, как окисление пирита :

3O 2 + 4FeS 2 → Fe 2 O 3 (гематит) + 8S E = −789 кДж/моль

и окисление сидерита :

O 2 + 4FeCO 3 → 2Fe 2 O 3 (гематит) + 4CO 2 E = −346 кДж/моль

Вторичные красные слои, образованные таким образом, являются прекрасным примером телодиагенеза. Они связаны с подъемом , эрозией и поверхностным выветриванием ранее отложенных осадков и требуют для своего образования условий, аналогичных первичным и диагенетическим красным слоям. [10]

Панорама Пылающих скал Монголии

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Словарь терминов по горному делу, минералам и связанным с ними терминам (2-е изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт в сотрудничестве с Обществом горного дела, металлургии и разведки, Inc. 1997. ISBN 0-922152-36-5. Получено 8 ноября 2020 г. .
  2. ^ Нойендорф, К. К. Э.; Мель, Дж. П. Мл.; Джексон, Дж. А., ред. (2005). Словарь геологии (5-е изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0-922152-76-4.
  3. ^ Крынин, П. Д. (1950). «Петрология, стратиграфия и происхождение триасовых осадочных пород Коннектикута». Бюллетень Геологического и естественно-исторического управления Коннектикута . 73 .
  4. ^ Ван Хаутен, Франклин Б. (май 1973 г.). «Происхождение красноцветных отложений. Обзор-1961-1972». Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 1 (1): 39–61. Bibcode : 1973AREPS...1...39V. doi : 10.1146/annurev.ea.01.050173.000351.
  5. ^ Бернер, Роберт А. (февраль 1969 г.). «Устойчивость гетита и происхождение красноцветных пластов». Geochimica et Cosmochimica Acta . 33 (2): 267–273. Bibcode : 1969GeCoA..33..267B. doi : 10.1016/0016-7037(69)90143-4.
  6. ^ Langmuir, D. (1 сентября 1971 г.). «Влияние размера частиц на реакцию гетит = гематит + вода». American Journal of Science . 271 (2): 147–156. Bibcode : 1971AmJS..271..147L. doi : 10.2475/ajs.271.2.147 .
  7. ^ Уокер, Теодор Р. (1967). «Формирование красноцветных пластов в современных и древних пустынях». Бюллетень Геологического общества Америки . 78 (3): 353. doi :10.1130/0016-7606(1967)78[353:FORBIM]2.0.CO;2.
  8. ↑ Walker, Theodore R.; Waugh, Brian; Grone, Anthony J. (1 января 1978 г.). «Диагенез в пустынных аллювиальных отложениях первого цикла кайнозойского возраста, юго-запад США и северо-запад Мексики». GSA Bulletin . 89 (1): 19–32. Bibcode : 1978GSAB...89...19W. doi : 10.1130/0016-7606(1978)89<19:DIFDAO>2.0.CO;2.
  9. ^ Джонсон, С.А.; Гловер, Б.В.; Тернер, П. (июль 1997 г.). «Многофазное покраснение и выветривание в красноцветных отложениях верхнего карбона в Западном Мидленде». Журнал Геологического общества . 154 (4): 735–745. Bibcode : 1997JGSoc.154..735J. doi : 10.1144/gsjgs.154.4.0735. S2CID  129359697.
  10. ^ Мюкке, Арно (1994). "Глава 11 Часть I. Постдиагенетическая ожелезненность осадочных пород (песчаники, оолитовые железняки, каолины и бокситы) — включая сравнительное исследование покраснения красноцветных пластов". Развитие седиментологии . 51 : 361–395. doi :10.1016/S0070-4571(08)70444-8. ISBN 9780444885173.

Внешние ссылки