Литология - Lithology

Для изучения горных пород и их образования см. Петрология.
Стратиграфия как видно на юго-востоке штата Юта

В литология из камень устройство представляет собой описание его физических характеристик, видимых на обнажение, в руке или образцы керна, или с помощью микроскопии с малым увеличением. Физические характеристики включают цвет, текстуру, размер зерна и состав.[1][2][3] Литология может относиться либо к подробному описанию этих характеристик, либо к сводке общих физических характеристик породы. Примеры литологии во втором смысле включают песчаник, шифер, базальт, или же известняк.[4]

Литология лежит в основе разделения толщ пород на отдельные литостратиграфический единиц для целей отображение и корреляция между областями. В некоторых приложениях, например исследования на месте, литология описывается с использованием стандартной терминологии, например, в Европейском геотехническом стандарте. Еврокод 7.

Тип скалы

А базальт, показывая 'подушка 'форма лавы, характерная для подводных извержений, Италия

Название литологии основано на рок тип. Три основных типа пород: осадочный, огненный, и метаморфический. Магматические породы образуются непосредственно из магма, который представляет собой смесь расплавленной породы, растворенных газов и твердых кристаллов. Осадочная порода состоит из минеральных или органических частиц, которые собираются на поверхности Земли и становятся литифицированный. Метаморфическая порода образуется путем перекристаллизации существующей твердой породы в условиях сильного нагрева или давления.[5]

Магматические породы делятся на три большие категории. Магматическая порода, состоящая из обломков горных пород, созданных непосредственно вулканическими процессами (тефра ) классифицируются как пирокластическая порода. Пирокластические породы далее классифицируются по среднему фрагменту (класть )) размера и того, являются ли фрагменты в основном отдельными минеральными кристаллами, частицами вулканического стекла или обломками горных пород.[6] Могут применяться и другие классификации, например, по химическому составу.[7][8]

Магматические породы с видимыми минеральными зернами (фанеритический породы) классифицируются как интрузивные, а те, что стеклянный или очень мелкозернистый (афанитический ) классифицируются как экструзивные магматические породы. Интрузивные магматические породы обычно классифицируются с использованием Классификация QAPF, который основан на относительном содержании кварц, щелочной полевой шпат, плагиоклаз, и фельдшпатоид. Существуют особые классификации магматических пород необычного состава, например: ультраосновной рок или карбонатиты. По возможности, экструзионные магматические породы также классифицируются по минеральному составу с использованием экструзивной классификации QAPF, но когда определение минерального состава нецелесообразно, их можно классифицировать химически с использованием Классификация ТАС. Это основано на общем содержании кремнезем и оксиды щелочных металлов и другие химические критерии.[9][10][11]

Осадочные породы далее классифицируются по тому, являются ли они силикатный или же карбонат. Затем силикокластические осадочные породы делятся на подкатегории на основе гранулометрического состава и относительных пропорций кварц, полевой шпат, и каменные (горные) обломки.[12] Карбонатные породы относятся к категории Dunham или же Народный схемы классификации по составляющим карбонатной породы.[13]

Название метаморфической породы может быть основано на текстуре, протолит, метаморфические фации и / или места, в которых они находятся. Именование на основе текстуры и пелит (например, сланец, илистая порода) протолит может быть использован для определения шифер и филлит. Имена на основе текстур сланец и гнейс. Эти текстуры, от сланца до гнейса, определяют постоянно увеличивающуюся степень метаморфизма.[14] Метаморфические фации определяются полями давления-температуры, в которых образуются определенные минералы.[15] Существуют дополнительные названия метаморфических пород, такие как зелень (преобразованный базальт и другие экструзионные магматические породы) или кварцит (преобразованный кварц песок).[16]

Размер зерна / обломка

А аргиллиты, тончайшая осадочная порода, отложенная в Ледниковое озеро Миссула, Монтана

В огненный и метаморфический В горных породах размер зерна является мерой размеров кристаллов в породе. В вулканической породе это используется для определения скорости охлаждения материала: большие кристаллы обычно указывают на интрузивная магматическая порода, а мелкие кристаллы указывают на то, что скала была экструзионный.[17] Метаморфизм породы, состоящей в основном из одного минерала, например кварцита или мрамор, может увеличить размер зерна (рост зерна ), тогда как метаморфизм раздробленной породы может уменьшить размер зерна (синтектоническая перекристаллизация).[18]

В обломочный осадочные породы, размером с зернышко - это диаметр зерен и / или обломков, составляющих породу. Они используются для определения того, какую систему именования пород использовать (например, конгломерат, песчаник, или же аргиллит ). В случае песчаников и конгломератов, которые охватывают широкий диапазон размеров зерен, к названию породы добавляется слово, описывающее диапазон размеров зерен. Примерами являются «конгломерат гальки» и «мелкодисперсный кварцевый аренит».[19]

Минералогия

Ультрабазит мантия ксенолит с оливин и пироксен (изменение коричневого на iddingsite ) в матрице основных базальт шлак

В породах, в которых минеральные зерна достаточно большие, чтобы их можно было идентифицировать с помощью ручной линзы, видимая минералогия включена как часть описания. В случае последовательностей, которые могут включать карбонаты, кальцит -цементированный камни или те, у которых есть возможные кальцит вен, обычно проверяют наличие кальцита (или других форм карбонат кальция ) используя разбавленный соляная кислота и ищу вскипание.[20]

Минералогический состав породы - один из основных способов ее классификации. Магматические породы классифицируются по их минеральному содержанию, когда это возможно, с использованием классификации QAPF или специальной классификации ультраосновных или карбонатитовых.[9][10][11] Так же, метаморфические фации, которые показывают степень, в которой горная порода подвергалась воздействию тепла и давления и поэтому важны для классификации метаморфических пород, определяются путем наблюдения за минеральными фазами, присутствующими в образце.[15]

Цвет

Цвет камня или его составных частей является отличительной характеристикой некоторых горных пород и всегда записывается, иногда в соответствии со стандартными цветными таблицами, например, составленными Комитетом по цветовой диаграмме пород Геологическое общество Америки на основе Цветовая система Манселла.[21]

Ткань

В ткань камня описывает пространственную и геометрическую конфигурацию всех составляющих его элементов. В осадочных породах основная видимая ткань обычно постельные принадлежности а масштаб и степень развития напластования обычно указываются как часть описания. Метаморфические породы (кроме созданных контактный метаморфизм ), характеризуются хорошо развитыми плоскими и линейными тканями. Магматические породы также могут иметь ткани из-за течения или осаждения определенных минеральных фаз во время кристаллизации, образуя накапливает.

Текстура

Литология этого порфировидный базальт характеризуется оливин и авгит вкрапленники.

В текстура of the rock описывает отношения между отдельными зернами или обломками, составляющими породу. Осадочные текстуры включают степень сортировка, оценка, форма и округлость обломков.[22] Метаморфические текстуры включают те, которые относятся к времени роста крупных метаморфических минералов относительно фазы деформации - до деформации. порфирокласт - после деформации порфиробласт.[23] Магматические текстуры включают такие свойства, как форма зерен, которая варьируется от кристаллов с идеальной кристаллической формой (идиоморфная) до кристаллов неправильной формы (анэдральная), показывает ли порода сильно неоднородные размеры кристаллов ( порфировидный ), или выровнены ли зерна (что описывается как трахитическая текстура).[24]

Мелкие конструкции

Следы ряби от Монголия

Скалы часто содержат мелкомасштабные структуры (меньшие, чем масштаб отдельного обнажения). В осадочные породы это может включать единственная маркировка, следы ряби, грязевые трещины и перекрестность. Они записываются, поскольку они обычно характерны для определенного осадочная среда и может предоставить информацию о направлениях палеотока.[25] В метаморфических породах, связанных с более глубокими горизонтами зоны разломов, мелкомасштабные конструкции, такие как асимметричные будины[26] и микро складки используются для определения ощущения смещения по зоне.[27] В магматических породах мелкомасштабные структуры чаще всего наблюдаются в лава Такие как Pahoehoe против ʻAʻā базальтовый потоки[28] и подушки показывая извержение в водоеме или подо льдом.[29][30][31]

Поверхностная литология

Неуплотненным поверхностным материалам также можно придать литологию. Это определяется размером и составом зерен и часто связано с интерпретацией того, как образовалась единица. Поверхностная литология может быть отнесена к озерный, прибрежный, речной, эолийский, ледниковый, и недавние вулканический депозиты, среди прочего. Примеры классификаций поверхностной литологии, используемых Геологическая служба США находятся, "Ледниковый Тиль, Суглинистый "," Осадки соленого озера "и"Эолийский Осадок крупнозернистый (Песчаные дюны )".[32]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Литология». Глоссарий по землетрясениям. Геологическая служба США. Получено 29 октября 2010.
  2. ^ Bates, R.J .; Джексон, Дж. А., ред. (1984). Словарь геологических терминов (3-е изд.). Американский геологический институт. п. 299. ISBN  0-385-18101-9.
  3. ^ Аллаби, Айлса; Аллаби, Майкл (1999). Оксфордский словарь наук о Земле (2-е изд.). Издательство Оксфордского университета. п.320. ISBN  0-19-280079-5.
  4. ^ Словарь американского наследия, изд. (2005). Американский научный словарь наследия. Houghton Mifflin Harcourt. п. 364. ISBN  978-0-618-45504-1.
  5. ^ Левин, Гарольд Л. (2010). Земля сквозь время (9-е изд.). Хобокен, штат Нью-Джерси: Дж. Вили. п. 57. ISBN  9780470387740.
  6. ^ Шмидт Р. (1981). «Описательная номенклатура и классификация пирокластических отложений и фрагментов: рекомендации Подкомиссии IUGS по систематике магматических пород». Геология. 9: 41–43. Дои:10.1007 / BF01822152. S2CID  128375559. Получено 27 сентября 2020.
  7. ^ Фишер, Ричард V .; Шминке, Х.-У. (1984). Пирокластические породы. Берлин: Springer-Verlag. С. 98–99. ISBN  3540127569.
  8. ^ Шминке, Ганс-Ульрих (2003). Вулканизм. Берлин: Springer. п. 138. ISBN  9783540436508.
  9. ^ а б Le Bas, M. J .; Streckeisen, A. L. (1991). «Систематика IUGS магматических пород». Журнал геологического общества. 148 (5): 825–833. Bibcode:1991JGSoc.148..825L. CiteSeerX  10.1.1.692.4446. Дои:10.1144 / gsjgs.148.5.0825. S2CID  28548230.
  10. ^ а б «Схема классификации горных пород - Том 1 - Магматические» (PDF). Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород. 1: 1–52. 1999.
  11. ^ а б Philpotts, Anthony R .; Агу, Джей Дж. (2009). Принципы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 139–143. ISBN  9780521880060.
  12. ^ Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические. (2-е изд.). Нью-Йорк: W.H. Фримен. С. 217–220, 257–258. ISBN  0716724383.
  13. ^ Боггс, Сэм (2006). Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.). Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall. С. 169–173. ISBN  0131547283.
  14. ^ Ярдли, Б. В. Д. (1989). Введение в метаморфическую петрологию. Харлоу, Эссекс, Англия: Longman Scientific & Technical. С. 21–27. ISBN  0582300967.
  15. ^ а б Ярдли 1989 С. 49-51.
  16. ^ Ярдли 1989, стр. 21,26.
  17. ^ Левин 2010 С. 58-59.
  18. ^ Ярдли 1989 С. 154-155.
  19. ^ Блатт и Трейси 1996, п. 241-242.
  20. ^ Geology.com. «Кислотный тест для карбонатных минералов и карбонатных пород». Geology.com. Получено 28 ноября 2016.
  21. ^ «4 Классификация горных пород и описание физических свойств горных пород». Руководство по инженерной геологии (PDF). 1. Бюро мелиорации США, Группа инженерной геологии Центра технического обслуживания. 1998. С. 57–90. Архивировано из оригинал (PDF) 17 июня 2015 г.. Получено 7 июн 2010.
  22. ^ Боггс 2006, п. 130.
  23. ^ Ярдли 1989 С. 154-170.
  24. ^ Блатт и Трейси 1996 С. 39-44.
  25. ^ Боггс 2006 С. 74-118.
  26. ^ Фоссен, Х. (2010). Структурная геология. Издательство Кембриджского университета. п. 272. ISBN  978-0-521-51664-8.
  27. ^ Carreras, J .; Другет Э .; Гриера А. (2005). "Складки, связанные с зоной сдвига". Журнал структурной геологии. 27 (7): 1229–1251. Bibcode:2005JSG .... 27.1229C. Дои:10.1016 / j.jsg.2004.08.004. Получено 2009-10-31.
  28. ^ Джеймс Фурман Кемп: Справочник горных пород для использования без микроскопа: с глоссарием названий горных пород и других литологических терминов.. 5. Aufl., New York: D. Van Nostrand, 1918, стр. 180, 240: К. Э. Даттон, 4-й годовой отчет Геологической службы США, 1883, с. 95; Бюллетень Геологического общества Америки, том 25 / Геологическое общество Америки. 1914, стр. 639
  29. ^ "Маккарти, Т. и Рубидж, Б. 2008. История земли и жизни, Глава 3, Первый континент. 60-91, Издательство Struik" (PDF). Web.wits.ac.za. Архивировано из оригинал (PDF) на 2009-04-07. Получено 2014-03-10.
  30. ^ Уокер, Джордж П. Л. (1992-08-01). "Уокер, G.P.L.1992. Морфометрическое исследование спектра размеров подушек среди подушечной лавы". Вестник вулканологии. 54 (6): 459–474. Bibcode:1992BVol ... 54..459W. Дои:10.1007 / BF00301392.
  31. ^ Harmon, Russel S .; Рапела, Карлос В. (1991). Андский магматизм и его тектоническая обстановка. Геологическое общество Америки. п. 24. ISBN  978-0-8137-2265-8.
  32. ^ Географический научный центр USGS Rocky Mountain. «Поверхностная литология: информация об атрибутах». Геологическая служба США. Получено 15 сентября 2011.