stringtranslate.com

Брекчия

Базальтовая брекчия на Канарских островах ; зеленая основная масса состоит из эпидота
Мегабрекчия (слева) в ущелье каньона Титус , национальный парк Долина Смерти , Калифорния
Третичная брекчия в Рестинг-Спрингс-Пасс, пустыня Мохаве, Калифорния
Необычная брекчия, сцементированная азуритом и малахитом , шахта Моренси , Аризона

Брекчия ( / ˈ b r ɛ tʃ i ə , ˈ b r ɛ ʃ -/ ) — горная порода, состоящая из крупных угловатых обломков минералов или горных пород, сцементированных мелкозернистой матрицей .

Слово имеет итальянское происхождение, в котором оно означает «щебень». [1] Брекчия может иметь различное происхождение, на что указывают ее типы, включая осадочную брекчию, разломную или тектоническую брекчию, магматическую брекчию, ударную брекчию и гидротермальную брекчию.

Мегабрекчия — это брекчия, состоящая из очень крупных обломков горных пород, иногда достигающих нескольких километров в поперечнике, которые могут быть образованы оползнями , [ 2] ударными явлениями , [3] или обрушением кальдеры . [4]

Типы

Брекчия состоит из грубых обломков горных пород, скрепленных цементом или мелкозернистой матрицей. [5] Как и конгломерат , брекчия содержит не менее 30 процентов частиц размером с гравий (частицы размером более 2 мм), но она отличается от конгломерата тем, что обломки горных пород имеют острые края, которые не были стерты. [6] Это указывает на то, что гравий был отложен очень близко к месту его происхождения, так как в противном случае края были бы закруглены во время транспортировки. [1] Большая часть округления обломков горных пород происходит в течение первых нескольких километров транспортировки, хотя полное округление гальки очень твердой породы может занять до 300 километров (190 миль) речного транспорта. [7]

Мегабрекчия — это брекчия, содержащая очень крупные обломки горных пород, размером от одного метра до более 400 метров. В некоторых случаях обломки настолько велики, что брекчированная природа породы неочевидна. [8] Мегабрекчия может быть образована оползнями , [2] ударными событиями , [3] или обрушением кальдеры . [4]

Брекчии далее классифицируются по механизму их образования. [5]

Осадочный

Осадочная брекчия — это брекчия, образованная в результате осадочных процессов. Например, осыпь , отложенная у основания скалы, может сцементироваться, образуя осыпную брекчию, даже не подвергаясь транспортировке, которая могла бы огибать обломки породы. [9] Толстые последовательности осадочной ( коллювиальной ) брекчии обычно образуются рядом с уступами сбросов в грабенах . [10] [11]

Осадочная брекчия может быть образована подводными грязевыми потоками . Турбидиты встречаются в виде мелкозернистых периферических отложений в потоках осадочной брекчии. [12]

В карстовой местности обрушенная брекчия может образоваться из-за обрушения породы в карстовую воронку или при образовании пещеры . [13] [14] Обрушенная брекчия также образуется в результате растворения нижележащих эвапоритовых слоев. [15]

Вина

Разлом или тектоническая брекчия возникают в результате шлифования двух блоков разлома, когда они скользят мимо друг друга. Последующая цементация этих сломанных фрагментов может происходить посредством введения минеральных веществ в грунтовые воды . [16]

Магматический

Магматические обломочные породы можно разделить на два класса:

  1. Разбитые, обломочные породы, связанные с вулканическими извержениями, как лавового , так и пирокластического типа; [17]
  2. Разбитые, обломочные породы, образованные интрузивными процессами, обычно связанные с плутонами или порфировыми штоками. [18] [19]

Вулканический

Вулканические пирокластические породы образуются в результате взрывного извержения лавы и любых пород, которые захвачены эруптивной колонной. Это могут быть породы, оторванные от стенки магматического канала или физически поднятые последующей пирокластической волной . [17] Лавы, особенно потоки риолитов и дацитов , имеют тенденцию образовывать обломочные вулканические породы в результате процесса, известного как автобрекчирование . Это происходит, когда густая, почти твердая лава распадается на блоки, и эти блоки затем снова включаются в поток лавы и смешиваются с оставшейся жидкой магмой. Полученная брекчия однородна по типу породы и химическому составу. [20]

Обрушение кальдеры приводит к образованию мегабрекчий, которые иногда ошибочно принимают за выходы на поверхность дна кальдеры. [8] Вместо этого это блоки докальдерной породы, часто поступающие с нестабильного, слишком крутого края кальдеры. [4] Их отличают от мезобрекчий , обломки которых имеют размер менее метра и которые образуют слои на дне кальдеры. [21] Некоторые обломки мегабрекчий кальдеры могут быть более километра в длину. [4]

В вулканических каналах взрывных вулканов среда вулканической брекчии сливается с средой интрузивной брекчии. Там поднимающаяся лава имеет тенденцию затвердевать во время спокойных интервалов, чтобы затем быть разрушенной последующими извержениями. Это создает аллокластическую вулканическую брекчию. [22] [23]

Навязчивый

Обломочные породы также часто встречаются в неглубоких субвулканических интрузиях , таких как порфировые штоки, граниты и кимберлитовые трубки, где они являются переходными с вулканическими брекчиями. [24] Интрузивные породы могут стать брекчированными по внешнему виду в результате нескольких стадий внедрения, особенно если свежая магма внедряется в частично консолидированную или затвердевшую магму. Это можно увидеть во многих гранитных интрузиях, где более поздние аплитовые жилы образуют штокверк поздней стадии через более ранние фазы гранитной массы. [25] [26] При особенно интенсивном воздействии порода может выглядеть как хаотичная брекчия. [27]

Обломочные породы в основных и ультраосновных интрузиях были обнаружены и образовались в результате нескольких процессов:

Влияние

Болидная ударная брекчия Аламо (поздний девон , франский ярус) около вершины Хэнкок, хребет Пахранагат , Невада

Считается, что ударные брекчии являются диагностическим признаком ударного события , такого как столкновение астероида или кометы с Землей, и обычно встречаются в ударных кратерах . Ударная брекчия, тип импактита , образуется в процессе ударного кратерообразования , когда крупные метеориты или кометы сталкиваются с Землей или другими каменистыми планетами или астероидами . Брекчия этого типа может присутствовать на дне кратера или под ним, на его ободе или в выбросах, выброшенных за пределы кратера.

Ударная брекчия может быть идентифицирована по ее местонахождению в известном ударном кратере или вокруг него и/или по ассоциации с другими продуктами ударного кратерообразования, такими как конусы осколков , ударное стекло, ударенные минералы , а также химические и изотопные свидетельства загрязнения внеземным материалом (например, аномалии иридия и осмия ). Примером ударной брекчии является брекчия Нойгрунда , которая образовалась в результате удара Нойгрунда .

Гидротермальный

Гидротермальная брекчия в железном руднике Клогли, недалеко от Блессингтона в Ирландии, состоящая в основном из кварца и оксидов марганца , образовавшаяся в результате сейсмической активности около 12 миллионов лет назад.

Гидротермальные брекчии обычно образуются на неглубоких уровнях земной коры (<1 км) между 150 и 350 °C, когда сейсмическая или вулканическая активность вызывает открытие пустоты вдоль разлома глубоко под землей. Пустота втягивает горячую воду, и когда давление в полости падает, вода бурно кипит. Кроме того, внезапное открытие полости заставляет породу по бокам разлома дестабилизироваться и схлопываться внутрь, а разрушенная порода попадает в бурлящую смесь породы, пара и кипящей воды. Фрагменты породы сталкиваются друг с другом и со сторонами пустоты, и угловатые фрагменты становятся более округлыми. Летучие газы теряются в паровой фазе по мере продолжения кипения, в частности, углекислый газ . В результате химия флюидов меняется , и рудные минералы быстро выпадают в осадок . Рудные месторождения , размещенные в брекчии, довольно распространены. [32]

Окремненная и минерализованная брекчия. Светло-серый цвет — в основном доломит с небольшим количеством полупрозрачного кварца. Темно-серый цвет — яшмовидные и рудные минералы . Прожилки вдоль нижнего края образца содержат сфалерит в карбонатах. Шахта Пенд-Орей, округ Пенд-Орей, штат Вашингтон

Морфология брекчий, связанных с рудными месторождениями, варьируется от пластинчатых пластовых жил [33] и обломочных даек, связанных с осадочными слоями с избыточным давлением [34] до крупномасштабных интрузивных диатремовых брекчий ( брекчиевых трубок ) [35] или даже некоторых синседиментационных диатрем, образованных исключительно избыточным давлением поровой жидкости в осадочных бассейнах . [36] Гидротермальные брекчии обычно образуются путем гидроразрыва горных пород гидротермальными жидкостями с высоким давлением. Они типичны для эпитермальной рудной среды и тесно связаны с интрузивными рудными месторождениями, такими как скарны , грейзены и минерализация, связанная с порфирами . Эпитермальные месторождения добываются для получения меди, серебра и золота. [37]

В мезотермическом режиме, на гораздо больших глубинах, жидкости под литостатическим давлением могут высвобождаться во время сейсмической активности, связанной с горообразованием. Находящиеся под давлением жидкости поднимаются к более мелким уровням земной коры, которые находятся под более низким гидростатическим давлением. На своем пути жидкости под высоким давлением раскалывают горную породу путем гидроразрыва , образуя угловатую брекчию in situ . Округление обломков горных пород встречается реже в мезотермическом режиме, поскольку событие формирования является кратковременным. Если происходит кипение, метан и сероводород могут быть потеряны в паровой фазе, и руда может выпасть в осадок. Мезотермальные месторождения часто добываются для добычи золота. [37]

Декоративное использование

Брекчиевая статуя древнеегипетской богини Таурт

На протяжении тысяч лет поразительный внешний вид брекчии делал ее популярным скульптурным и архитектурным материалом. Брекчия использовалась для оснований колонн в минойском дворце Кноссос на Крите примерно в 1800 году до нашей эры . [38] Брекчия использовалась в ограниченном масштабе древними египтянами ; одним из самых известных примеров является статуя богини Таурт в Британском музее. [39] Римляне считали брекчию особенно драгоценным камнем и часто использовали ее в высококлассных общественных зданиях. [40] Многие виды мрамора брекчируются, например, Breccia Oniciata. [41]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Allaby, Michael, ed. (2013). "Брекчия". Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое издание). Оксфорд: Oxford University Press. ISBN 9780199653065.
  2. ^ ab Biek, Robert F. (май 2013 г.). «Ранняя миоценовая мегабрекчия Маркагунта: крупнейшая катастрофическая наземная линия Юты». Заметки Геологической службы Юты . 45 (2) . Получено 28 июля 2020 г.
  3. ^ ab McEwen, AS; Tornabene, L.; Grant, J.; Wray, J.; Mustard, J. (2008). "Noachian Megabreccia on Mars". Американский геофизический союз, осеннее заседание . 2008 : P43D–03. Bibcode : 2008AGUFM.P43D..03M . Получено 28 июля 2020 г.
  4. ^ abcd Гофф, Фрейзер; Гарднер, Джейми Н.; Рено, Стивен Л.; Келли, Шари А.; Кемптер, Кирт А.; Лоуренс, Джон Р. (2011). "Геологическая карта кальдеры Валлес, горы Джемес, Нью-Мексико". Серия карт Бюро геологии и минеральных ресурсов Нью-Мексико . 79. Bibcode : 2011AGUFM.V13C2606G . Получено 18 мая 2020 г.
  5. ^ ab Jackson, Julia A., ed. (1997). "брекчия". Словарь геологии (четвертое издание). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349.
  6. ^ Боггс, Сэм (2006). Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.). Верхняя Сэддл-Ривер, Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall. стр. 135. ISBN 0131547283.
  7. ^ Боггс 2006, стр. 68.
  8. ^ ab Jackson 1997, «мегабрекчия».
  9. ^ Джексон 1997, «осадочная брекчия», «осыпная брекчия».
  10. ^ Лонгитано, СГ; Сабато, Л.; Тропеано, М.; Мурру, М.; Караннанте, Г.; Симоне, Л.; Чилона, А.; Вигорито, М. (ноябрь 2015 г.). «Аналогичные выходы пластов и изменения пористости в континентальных отложениях из протяженного бассейна: исследование случая системы грабенов Сардинии верхнего олигоцена, Италия». Морская и нефтяная геология . 67 : 439–459. doi : 10.1016/j.marpetgeo.2015.05.022. hdl : 11586/139746 .
  11. ^ Мейсон, Дж.; Шнайдервинд, С.; Палликаракис, А.; Виатр, Т.; Мехерних, С.; Папаниколау, И.; Рейхертер, К. (27 июля 2017 г.). «Мультидисциплинарное исследование в грабене Ластрос-Сфака, Крит». Бюллетень Геологического общества Греции . 50 (1): 85. doi : 10.12681/bgsg.11704 . S2CID  134862302.
  12. ^ Мур, PR (июнь 1989 г.). «Брекчия Киркса: позднемеловые отложения подводного канализированного обломочного потока, полуостров Раукумара, Новая Зеландия». Журнал Королевского общества Новой Зеландии . 19 (2): 195–203. doi :10.1080/03036758.1989.10426448.
  13. ^ Демиралин, А.С.; Херли, Н.Ф.; Оеслеби, Т.В. (1993). «Карстовые брекчии в известняке Мэдисона (Миссисипский ярус), месторождение Гарленд, Вайоминг». Палеокарстовые углеводородные резервуары . Общество осадочной геологии: 101–118. doi :10.2110/cor.93.18.0101. ISBN 1-56576-004-2. Получено 2 апреля 2022 г. .
  14. ^ Лопес, Туане В.; Роча, Алин К.; Мурад, Марсио А.; Гарсия, Эдуардо Л. М.; Перейра, Патрисия А.; Казарин, Каролин Л. (февраль 2020 г.). «Новая вычислительная модель для потока в карстовых карбонатах, содержащих брекчии с обрушением раствора». Computational Geosciences . 24 (1): 61–87. doi :10.1007/s10596-019-09894-9. S2CID  208144669.
  15. ^ Блатт, Харви; Миддлтон, Джерард; Мюррей, Рэймонд (1980). Происхождение осадочных пород (2-е изд.). Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Prentice-Hall. С. 546, 577. ISBN 0136427103.
  16. ^ Вудкок, NH; Морт, К. (май 2008 г.). «Классификация разломных брекчий и связанных с ними разломных пород». Geological Magazine . 145 (3): 435–440. Bibcode : 2008GeoM..145..435W. doi : 10.1017/S0016756808004883. S2CID  55133319.
  17. ^ ab Фишер, Ричард В.; Шминке, Х.-У. (1984). Пирокластические породы . Берлин: Springer-Verlag. стр. 89–92. ISBN 3540127569.
  18. ^ Райт, AE; Боуз, DR (1963). «Классификация вулканических брекчий: обсуждение». Бюллетень Геологического общества Америки . 74 (1): 79. doi :10.1130/0016-7606(1963)74[79:COVBAD]2.0.CO;2.
  19. ^ Олианти, Камиль AE; Харрис, Крис (февраль 2018 г.). «Интрузивная брекчия с низким δ18O из Кёгель-Фонтейна, Южная Африка: ремобилизация фундамента, который был гидротермально изменен во время глобального оледенения?». Литос . 300–301: 33–50. Bibcode : 2018Litho.300...33O. doi : 10.1016/j.lithos.2017.12.006.
  20. ^ Аллаби 2013, «Автобрекчированная лава».
  21. ^ Джексон 1997, «мезобречия».
  22. ^ Фишер и Шминке 1984, с. 89.
  23. ^ Аллаби 2013, «Аллокласт».
  24. ^ Митчем, TW (1974). «Происхождение брекчиевых трубок». American Journal of Science . 69 (3): 412–413. doi :10.2113/gsecongeo.69.3.412.
  25. ^ Нурми, П. А.; Хаапала, И. (1986). «Протерозойские гранитоиды Финляндии: типы гранитов, металлогения и связь с эволюцией земной коры». Бюллетень Геологического общества Финляндии . 58 (1): 203–233. doi :10.17741/bgsf/58.1.014.
  26. ^ Vry, VH; Wilkinson, JJ; Seguel, J.; Millan, J. (1 января 2010 г.). «Многоэтапная интрузия, брекчирование и прожилкование в Эль-Теньенте, Чили: эволюция вложенной порфировой системы». Economic Geology . 105 (1): 119–153. doi :10.2113/gsecongeo.105.1.119.
  27. ^ Ансделл, К.; Нормор, Н. (2020). «Ограничения происхождения интрузивных брекчий: наблюдения за палеопротерозойскими пограничными интрузиями в районе Флин-Флон» (PDF) . GeoConvention . Получено 2 апреля 2022 г. .
  28. ^ Barnes, Stephen J.; Cruden, Alexander R.; Arndt, Nicholas; Saumur, Benoit M. (июль 2016 г.). «Системный подход к минералам, применяемый к магматическим сульфидным месторождениям Ni–Cu–PGE». Ore Geology Reviews . 76 : 296–316. doi : 10.1016/j.oregeorev.2015.06.012 .
  29. ^ Филпоттс, Энтони Р.; Агу, Джей Дж. (2009). Принципы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press. стр. 80. ISBN 9780521880060.
  30. ^ Робинс, Брайан (март 1998 г.). «Способ размещения интрузивной свиты Хоннингсвог, Магерёйя, северная Норвегия». Geological Magazine . 135 (2): 231–244. Bibcode :1998GeoM..135..231R. doi :10.1017/S0016756898008395. S2CID  129955208.
  31. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 89–93.
  32. ^ Мишель Жебрак (1997). «Гидротермальные брекчии в жильных рудных месторождениях: обзор механизмов, морфологии и распределения размеров». Обзоры геологии руд . 12 (3): 111–134. doi :10.1016/S0169-1368(97)00009-7.
  33. ^ Sherlock, Ross L.; Tosdal, Richard M.; Lehrman, Norman J.; Graney, Joseph R.; Losh, Steven; Jowett, E. Craig; Kesler, Stephen E. (1 декабря 1995 г.). «Происхождение жильного комплекса месторождения Маклафлин; зональность металлов, включение флюидов и изотопные данные». Economic Geology . 90 (8): 2156–2181. doi :10.2113/gsecongeo.90.8.2156.
  34. ^ 八幡, 正弘; 黒沢, 邦彦; 大津, 直; 高橋, 徹哉; 戸間替, 修一; 川森, 博史; 毛利, 元躬 (1994). «Гидротермальные изменения и седиментация в период формирования золотого месторождения горячих источников». Сиген-Тисицу . 44 . дои : 10.11456/shigenchishitsu1992.44.1.
  35. ^ Нортон, Денис Л.; Кэтлес, Лоуренс М. (1 июля 1973 г.). «Брекчиевые трубки, продукты выделения пара из магм». Экономическая геология . 68 (4): 540–546. doi :10.2113/gsecongeo.68.4.540.
  36. ^ Картрайт, Джо; Сантамарина, Карлос (август 2015 г.). «Сейсмические характеристики трубок утечки жидкости в осадочных бассейнах: последствия для генезиса трубок». Морская и нефтяная геология . 65 : 126–140. doi :10.1016/j.marpetgeo.2015.03.023.
  37. ^ ab Jébrak, Michel (декабрь 1997 г.). «Гидротермальные брекчии в рудных месторождениях жильного типа: обзор механизмов, морфологии и распределения размеров». Ore Geology Reviews . 12 (3): 111–134. doi :10.1016/S0169-1368(97)00009-7.
  38. ^ C. Michael Hogan, Полевые заметки Кносса, Modern Antiquarian (2007)
  39. ^ Хендерсон, Джулиан; Моркот, Роберт; Пелтенберг, Э.Дж.; Квирк, Стивен; Серпико, Маргарет; Тейт, Джон; Уайт, Рэймонд (2000). Древнеегипетские материалы и технологии. Кембридж: Cambridge University Press. стр. 43. ISBN 9780521452571. Получено 2 апреля 2022 г. .
  40. ^ Лаццарини, Лоренцо (январь 2010 г.). «Шесть цветных типов камня из Малой Азии, используемых римлянами, и их специфические проблемы ухудшения». Исследования по консервации . 55 (sup2): 140–146. doi :10.1179/sic.2010.55.Supplement-2.140. S2CID  194088642.
  41. ^ Górny, Zbigniew (2009). «Избранные примеры природных камней из Италии и Германии, использованных в архитектурных объектах Кракова – краткий геологический экскурс». Geotourism/Geoturystyka . 16–17 (1): 61. doi : 10.7494/geotour.2009.16-17.61 .

Дальнейшее чтение

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Брекчия» .
В Wikisource есть текст статьи « Брекчия » из Британской энциклопедии 1911 года .