Co to są skały osadowe?

Skały osadowe powstają w wyniku późniejszego cementowania i osadzania się materiału osadowego w zbiornikach wodnych i na powierzchni ziemi. Procesy, które powodują osadzanie się cząstek organicznych lub mineralnych, są znane jako sedymentacja. Osady to cząstki tworzące skały osadowe poprzez akumulację. Z obszaru źródłowego osady powstają w wyniku erozji lub wietrzenia, zanim zostaną złożone w innym miejscu. Osady są następnie transportowane do miejsca depozycji przez środki denudacji, które są ruchem masowym, wodą, lodowcami, lodem lub wiatrem. Innym sposobem, w jaki może nastąpić sedymentacja, jest osiadanie organizmów wodnych w zawiesinie lub wytrącanie się minerałów z roztworów wodnych. W nauce sedymentologia jest dyscypliną, która obejmuje badanie pochodzenia i właściwości skał osadowych; jest częścią geografii fizycznej i geologii. Sedymentologia pokrywa się również z innymi dyscyplinami nauki o ziemi, takimi jak geochemia, pedologia, geologia strukturalna i geomorfologia.

Przegląd

Uważa się, że skały osadowe pokrywają około 73% obecnego lądu na powierzchni Ziemi. Jednak ich łączny udział wynosi około 8% całkowitej objętości skorupy. Skały osadowe składają się tylko z cienkiej warstwy skorupy ziemskiej, która zazwyczaj składa się ze skał metamorficznych i magmowych; są one osadzane jako licówki warstw i tworzą strukturę znaną jako ściółka. Ważne jest, aby badać warstwy skalne i skały osadowe, ponieważ informacje te są niezbędne dla inżynierii lądowej. Na przykład takie informacje są wykorzystywane do budowy tuneli, dróg, kanałów i domów wśród innych struktur. Zasoby naturalne, takie jak woda pitna, węgiel, rudy lub paliwa kopalne, produkowane są ze skał osadowych. Głównym źródłem zrozumienia historii Ziemi jest badanie sekwencji warstw skał osadowych, które obejmują historię życia, paleogeografię i paleoklimatologię. Oprócz Ziemi zaobserwowano także skały osadowe na planetach takich jak Mars.

Klasyfikacja skał osadowych

Skały osadowe można sklasyfikować według procesów ich powstawania i można je podzielić na cztery różne grupy, do których należą chemiczne skały osadowe, klastyczne skały osadowe, inne skały osadowe oraz biochemiczne lub biogeniczne skały osadowe. Klastyczne skały osadowe są dalej dzielone w zależności od ich dominującej wielkości cząstek i składu innych cząstek skał pierwotnie cementowanych przez minerały krzemianowe. Klastyczne skały osadowe składają się głównie z fragmentów skał, miki, kwarcu, minerałów ilastych i skalenia. Typy klastycznych skał osadowych obejmują błota, piaskowce, konglomeraty i breki. Biochemiczne skały osadowe tworzą się, gdy materiały rozpuszczone w wodzie lub powietrzu są wykorzystywane przez organizmy do budowy tkanki. Typy biochemicznych skał osadowych obejmują węgiel, złoża Chertów i większość rodzajów wapieni. Chemiczne skały osadowe powstają, gdy składniki mineralne w roztworach wytrącają się nieorganicznie po przesyceniu; przykłady obejmują baryt, halit, gips i stylit. Inne skały osadowe to kategoria skał osadowych, które powstają między innymi w wyniku nietypowych procesów, takich jak breki wulkaniczne, breki uderzeniowe i przepływy piroklastyczne.

Właściwości skał osadowych

Istnieje kilka czynników, które pomagają klasyfikować skały osadowe, obejmują one skamieniałości, mineralogię, teksturę, kolor oraz pierwotne i wtórne struktury osadowe. Tekstura skał osadowych obejmuje ich orientację, wielkość i formę. Pomimo faktu, że tekstura jest małą skalą skały osadowej, może pomóc w określeniu innych właściwości na dużą skalę, takich jak przepuszczalność, gęstość i porowatość. Skamieniałości są najczęściej spotykane w skałach osadowych w porównaniu do skał magmowych i metamorficznych. W przeciwieństwie do pozostałych dwóch rodzajów skał, skały osadowe powstają pod ciśnieniem i temperaturą, które nie niszczą pozostałości skamieniałości. Jednak w większości przypadków takie skamieniałości mogą nie być widoczne dla ludzkiego oka, ale są widoczne tylko pod mikroskopem. W naturze martwe organizmy są często szybko usuwane przez erozję, bakterie, padlinożerców lub gnicie. Jednak sedymentacja jest głównym czynnikiem przyczyniającym się do szczególnych okoliczności, w których taki naturalny proces nie jest w stanie działać, a tym samym prowadzi do skamieniałości.

Kolor jest główną właściwością skał osadowych i jest zwykle identyfikowany przez żelazo i jego dwa główne tlenki, którymi są tlenek żelaza (II) i tlenek żelaza (III). Na przykład tlenek żelaza (II) lub FeO tworzy się tylko w warunkach, w których występuje niski poziom tlenu znany również jako anoksyczny, nadając skale zielonkawy lub szary kolor. Z drugiej strony tlenek żelaza (III) lub Fe ₂ O _3, który zwykle występuje w postaci hematytu, minerału znajdującego się w środowisku bogatszym w żelazo, zawiera więcej tlenu. Dlatego skały osadowe w takim środowisku mają brązowawy lub czerwonawy kolor. Minerologia odnosi się do struktur mineralnych znalezionych w skałach. Duża liczba skał osadowych składa się z kalcytu lub kwarcu. W porównaniu do skał metamorficznych i magmowych, skały osadowe zwykle zawierają niski poziom różnych znaczących minerałów. Niemniej jednak pochodzenie minerałów w skałach osadowych wydaje się być bardziej skomplikowane niż w skałach magmowych. Minerały w skałach osadowych powstają w wyniku diagenezy lub wytrącania podczas sedymentacji.

Pierwotne struktury osadowe są także inną właściwością wykorzystywaną do identyfikacji skał osadowych. Struktury sedymentacyjne składają się z elementów o dużej skali, które są łatwiejsze do badania na polu w przeciwieństwie do tekstur, są używane do wskazywania czegoś o środowisku sedymentacyjnym. Na przykład struktury osadowe mogą pomóc określić, która strona skały osadowej początkowo stanęła w środowisku, w którym tektonika albo przewróciła się, albo przechyliła licówki osadowe. Wtórne struktury osadowe są strukturą sedymentacyjną, która powstaje dopiero po osadzeniu, struktury te tworzą się w osadach poprzez procesy biologiczne, chemiczne i fizyczne. Takie procesy mogą wskazywać różne okoliczności po osadzeniu i mogą być nawet wykorzystywane jako wskaźnik geopetal.

Szybkość sedymentacji

Osady są deponowane w różnym tempie, głównie w zależności od lokalizacji, w której się znajdują. Na przykład depozycja na głębokiej dnie oceanu gromadzi tylko kilka milimetrów osadu rocznie, podczas gdy osadzanie się na kanale znajdującym się w mieszkaniu pływowym może spowodować nagromadzenie kilku metrów osadów w ciągu dnia. Istnieje jednak rozróżnienie między sedymentacją wynikającą z procesów katastroficznych a normalną sedymentacją. Te pierwsze obejmują wszystkie rodzaje nagłych specjalnych procesów, w tym powodzie, ruchy masowe lub slajdy skalne. Takie procesy mogą spowodować nagłe odkładanie się osadów w dużych ilościach jednocześnie. Podczas gdy inne środowiska ze skałami osadowymi są zdominowane przez trwającą lub normalną sedymentację, większość skał osadowych powstała w wyniku pewnych katastrofalnych procesów.