Седиментология
Наука | |
Седиментология | |
---|---|
Тема | Геология |
Предмет изучения | наносы и осадочные горные породы |
Период зарождения | XX век |
Медиафайлы на Викискладе |
Седиментология (англ. sedɪmənt — осадок, отложение + др.греч. λόγος — учение) — геологическая наука об осадочных горных породах, их минеральном составе, строении, происхождении[1].
В СССР было принято рассматривать седиментологию как составной элемент литологии, а в Северной Америке — стратиграфии[2].
Иногда между терминами «литология» и «седиментология» ставится знак равенства. В Геологическом словаре Криштофовича в редакции от 2013 года термин «седиментология» называется излишним[3].
История возникновения и развития седиментологии
Возникновение и развитие седиментологии тесно переплетаются с историей других геологических наук. XVIII и XIX века были для седиментологии периодом накопления фактического материала.
Уже к первой половине XIX века была собрана значительная информация о составе, свойствах и происхождении осадочных горных пород. В «Основах геологии» Ч. Лайеля осадочные породы не только разделены на песчаные, глинистые, известковые и др., но и получили объяснение своего происхождения. Во вторую половину XIX века седиментология, как и другие составляющие геологии, развивается более быстрыми темпами. Этому помогло, в частности, начавшееся использование поляризационного микроскопа для изучения осадочных пород, появление механического (гранулометрия) анализа и ряда других методов[4].
Определённое значение имели открытия английской океанографической экспедиции на корабле «Челленджер» (1872—1876), давшие сведения о составе и распространении океанических осадков — о красной глубоководной глине, заключённой в ней железо-марганцевых конкреций, о глобигериновом иле. Тогда же немецкий учёный И. Вальтер (1893—1894) заложил основы сравнительной седиментологии, сопоставляя сведения по составу и строению современных осадков в современных климатических зонах с осадками древних, более ранних эпох. В 90-х годах XIX века А. П. Павловым обобщаются разработки о генетических типах осадочных образований на континенте. В это же время появляются крупные публикации об осадках и осадочных породах. Это учебник петрографии Ф. Циркеля (1894) и монография Л. Кайе, содержащая описание мезозойских и третичных пород Парижского бассейна (1897)[4].
Таким образом, к началу XX века была подготовлена основа для выделения самостоятельной науки об осадочных породах. Для дальнейшего оформления седиментологии в самостоятельную науку большую роль сыграли американские геологи У. Твенхофел и У. Крумбейн, отечественные — А. Д. Архангельский, В. П. Батурин, Н. М. Страхов, Л. В. Пустовалов, Л. Б. Рухин, Д. В. Наливкин и др. Особенно интенсивное развитие отечественная седиментология началось после первого литологического совещания (1952), на котором были обсуждены достижения науки за весь прошедший период и намечена программа дальнейших исследований[5].
Объект седиментологии
Объектом седиментологии (литологии) являются осадочные горные породы, в широком понимании — экзолиты, включающие, помимо собственно осадочных образований, вторичные экзогенные горные породы, образующиеся при выветривании (например, каолины, возникшие в процессе выветривания гранитов) или внутри осадочных толщ на стадиях диа-, ката-, метагенеза (например, неседиментационные доломиты, сидериты, кремни). Многие осадочные горные породы — полезные ископаемые. Это руды железа, марганца, алюминия (бокситы), фосфора (фосфориты), стронция, никеля; торф, бурые и каменные угли, горючие сланцы; пески — россыпи золота, платины, алмазов и др. ценных минералов; пески стекольные, формовочные и строительные; глины огнеупорные, кирпичные и бентонитовые; гипс, каменная, калийные и калийно-магнезиальные соли; цементное сырьё, адсорбенты и др. Кроме того, осадочные породы вмещают залежи нефти и природного горючего газа, руды меди, свинца, цинка, ртути; артезианские воды (питьевые, минеральные лечебные, рассолы)[5].
Задачи и методы
Задачи седиментологии — выяснение законов распределения осадочных пород и поиски связанных с ними месторождений. Кроме того, в седиментологии существует прямая и обратная задачи. Первая из них состоит в определении особенностей и условий генезиса осадков, служащих основой для осадочных пород. Обратная задача — восстановление условий формирования осадочных пород на основе изучения их свойств. Суть данных работ заключается в создании гипотез с применением метода актуализма (аналогий). Помимо названных выше общих задач, седиментология имеет и более конкретные. К наиболее актуальным в настоящее время среди них относят изучение вторичных изменений погруженных в глубинные слои литосферы осадочных пород (особо актуально в нефтяной геологии), рассмотрение вулканогенно-осадочных пород, определение роли вулканогенно-осадочного литогенеза в породообразовании, исследование докембрийских осадочных глубоко метаморфизованных пород, сохранивших исходные черты[6].
В седиментологии применяют три группы методов:
- прямые геологические наблюдения за строением и составом осадочных пород (полевые)
- инструментальные (лабораторные)
- метод обобщенного анализа.
При геологических наблюдениях используют различные способы тонкого исследования вещества, например, изотопные, геохимические. Детально описывают состав и строение осадочных толщ с учётом органических остатков, замещения пород, их соотношений, условий захоронения.
К инструментальным методам относят оптические, термический анализ, исследование гранулометрического состава, электронную микроскопию и др. Основанный на оптических свойствах минералов иммерсионный метод применяют с целью определения минерального состава зёрен породы.
Гранулометрический анализ служит для разделения зёрен по гранулометрическому составу. Тонкодисперсные породы (глинистые, карбонатные, кремнистые и др.) исследуют с применением рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии, что позволяет выяснить их минеральный состав и оценить изменения отдельных минералов на различных стадиях литогенеза. Также обширно используют такие узкоспециализированные методы, как люминесцентный, рентгеноспектральный, газовообъёмный анализы[6].
Обобщённый анализ включает:
- фациальный (генетический)
- формационный
- литостратиграфический
- палеогеографичесикий
- стадиальный
- сравнительно-литологический
Данные методы относятся к более высокому уровню исследований в сравнении с прочими названными типами. Они служат для оценки отношений и связей между литологическими объектами и явлениями. По сути, названные способы обобщенного анализа являются видами метода актуализма. С использованием полученных данных составляют литолого-палеогеографические и литолого-фациальные карты, отображающие закономерности распространения осадочных пород[6].
Области исследований, связанные с седиментологией
Есть несколько областей исследований, связанных с седиментологией. Некоторые из основных включают в себя[7]:
Стратиграфия — изучает расположение и последовательность слоев или слоев горных пород в земной коре. Стратиграфия — важная область для понимания геологической истории Земли и эволюция жизни на нашей планете.
Палеонтология — изучает ископаемые, представляющие собой сохранившиеся останки или следы древних организмов. Палеонтология важна для понимания эволюции жизни на Земле, а также для предоставления информации о древней окружающей среде и экосистемах.
Геохронология — изучает возраст горных пород и других геологических материалов. Геохронология включает в себя методы определения абсолютного возраста горных пород и времени геологических событий.
Петрология — изучает осадочные породы и процессы их образования. Осадочная петрология включает анализ состава, текстуры и структуры осадочных пород, чтобы получить представление об истории их образования и условиях, в которых они образовались.
Геохимия — изучает химический состав и поведение геологических материалов. Геохимия играет важную роль в понимании процессов, управляющих образованием и преобразованием осадочных пород, а также взаимодействия между горными породами и флюидами (такими как вода и нефть) в земной коре.
Экологическая седиментология — изучает взаимодействие между отложениями, водой и окружающей средой. Включает анализ отложений и их свойств, чтобы понять экологические процессы и изменения с течением времени, а также предоставить информацию для управления окружающей средой и восстановления[7].
Важность седиментологии
Седиментология — важная область изучения геологии, которая помогает понять процессы, формирующие поверхность нашей планеты. Вот некоторые из ключевых моментов седиментологии[7]:
— Осадочные породы и их структуры дают важные сведения о прошлых условиях окружающей среды и могут быть использованы для реконструкции геологической истории региона.
— Осадочные породы часто содержат важные природные ресурсы, такие как нефть, газ, уголь и полезные ископаемые. Понимание осадочных процессов может помочь геологам определить области с высоким ресурсным потенциалом.
— Седиментология может помочь понять, как естественные и антропогенные изменения в окружающей среде влияют на перенос и отложение наносов закономерности и то, как эти изменения могут повлиять на экосистему.
— Седиментология может помочь понять факторы, которые способствуют возникновению природных опасностей, таких как оползней, эрозия и отложение осадков, что позволяет лучше планировать и управлять этими опасностями.
— Понимание седиментации и наносов важно для различных инженерных приложений, таких как проектирование фундаментов для зданий и мостов, строительство дамб, а также управления отложениями на водных путях и в гаванях.
Примечания
- ↑ Седиментология – ключ к прошлому Земли . Дата обращения: 14 мая 2024.
- ↑ Какая наука изучает осадочные горные породы и процессы их образования? . ru.quizzclub.com. Дата обращения: 14 мая 2024.
- ↑ А. Н. Криштофович, Геологический словарь в 2-х томах, «Рипол Классик», 2013.
- ↑ 4,0 4,1 Краткий исторический очерк развития литологии . geolib.net. Дата обращения: 14 мая 2024.
- ↑ 5,0 5,1 Седиментология . БРЭ. Дата обращения: 14 мая 2024.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Литология . catalogmineralov.ru. Дата обращения: 14 мая 2024.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 Области исследований, связанные с седиментологией . ru.geologyscience.com. Дата обращения: 14 мая 2024.
Данная статья имеет статус «проверенной». Это говорит о том, что статья была проверена экспертом |