Реферат: Глаукониты Ленинградской области

Министерство общего и профессиональногообразования

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горныйинститут им. Г.В.Плеханова

(технический университет)

К У Р С О В О Й  П Р О Е К Т

 

По дисциплине: Историческаягеология

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Тема:

Название:

Автор: студент гр. РМ-97   __________ /  КоржиковД.Ю./

                            (подпись)       (Ф.И.О.)

                                            

Оценка: ___________Дата: _________________ПРОВЕРИЛ

 

Руководитель проекта    _____________/  МихайловаЕ.Д./

                          (подпись)        (Ф.И.О.) 

Санкт-Петербург

 1999 год

Министерство общего и профессиональногообразования

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институтим. Г.В.Плеханова

(технический университет)

Кафедра Исторической и Динамической геологии

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой проф. А.Х. Кагарманов

«_____»______________1999 г.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕСтуденту   Коржикову Д.Ю.     уч. группа ___РМ-97___

                (Ф.И.О.)                    (шифр)

Тема_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Исходные данные__________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________

Тема специальнойчасти___________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

 

 Требования к графической части проекта и пояснительнойзаписке содержатся в Методических указаниях по проектированию.

Руководитель проекта ____________________________________

                     (должность)    (Ф.И.О.)  (подпись)

Датавыдачи задания «____»_____________1999 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

                                                       Стр.

Введение…………………………………………………………………………………………………………… 

      Глава I. Общая хорактеристикарайона.…………………………………

             1. Описаниерайона Ленинградской области……

             2.Стратиграфия………………………………………………………………………

              2.1. Леэтоеский горизонт O1lt…………………………………

              2.2.Волховский горизонт O1vl………………………………

Глава II. Глаукониты их свойства иприменение.………… 

                 1.Глауконит………………………………………………………………………………

       2. Практическое приминение глауконитов…………

ГлаваIII. Фации глауконитовых пескови глин………………

ГлаваIV. Термичискийанализ…………………………………………………………

Заключение…………………………………………………………………………………………………………

Список использованныхисточников………………………………………………

Введение.

Курсоваяработа по Исторической геологии  проводится с целью ознакомления студентов собработкой полевых материалов.

Образцы,для решения поставленной задачи (отобранные на учебно-геологической практике вЛенинградской области(Рис.1.)),  были представлены кафедрой “Исторической и динамической геологии”. Термические иследования образцов были проведены влаборотории“Дифференциально Термический Анализ”  кафедры “Минералогиикристаллографии и петрографии”.

Вколлекции представленной  кафедрой четыре оброзца, с двумя изобразцов проведен термический анализ для выявления каких либо различий илисходств между ними.

/>

Глава I. Общая хорактеристика района.

1.   Описание района Ленинградской области.

Ленинградская область расположена на южной окраине Бал­тийскогошита, в северо-западной части Русской платформы.

Породы кристаллического фундамента представленыгранитами, гранитогнейсами, амфиболитами и обнажаютсяна Карель­скомперешейке.

Поверхность Балтийского щита погружается в южномнаправ­лении и перекрывается осадочным чехлом, состоящим из отложенийвендского, палеозойского и антропогенового возраста. Рельеф фундамента осложненпрогибами и поднятиями различного масштаба, такими, как Ладожский грабен,Крестецкий прогиб, Локновский вал и т.д. Эти структуры обычно ограниченыразломами, по которым наблюдаются и неотектонические движения, приведшие кобразованию впадин Ладожского и Онежского озер, Финского залива. Местамипогружения фундамента достигают 3км.

Породы осадочного чехла залегаю? На размытойповерхности фундамента и слабо наклонены на юг и юго-восток. Строение чехлаопределяется, главным образом, колебательными движениями платформы, которыесопровождались трансгрессиями и регрессия­ми и обусловили отчетливо выраженнуюв разрезах прерывистость осадконакопления. Осадочная толща иногда образует,пологие складки и осложняется разрывными нарушениями, связанными как стектоникой, так и с ледниковой деятельностью (гляциодислокацией)

Локальные структуры палеозоя (Гатчинская, Колпикская,Красно сельская, Сиверская и др.) схватывают площадь до 35 км. Мелкие складкиможно наблюдать на реках Поповке, Славянке, Ижоре, Саблинке и т.д.

Вдоль южного побережья Финского залива проходит крутой/ береговой уступ – глинт, прослеживающийся в восточном направлениичерез Пулковские высота до р. Волхова. Глинт ограничи­вает с севера Ордовикскоеплато, в пределах которого выде­ляется Ижорская возвышенность о наибольшимивысотами у  ст. Можайская (горы Воронья и Ореховая). Ордовикское платопрорезается долинами многочисленных рек, впадающих в Финский залив илиявляющихся притоками р.Невы.

Приневская низменность, располагающаяся между глиптоми Карельским перешейком, сформирована аллювиальными отложе­ниями Невы, озернымиосадками Ладоги и морскими трансгрессия­ми Балтийского моря. В рельефе района,особенно в его север­ной и северо-восточной частях, широкое участие принимаютлед­никовые формы камовые холмы, возвышенности озов, моренные гряды, «курчавыескалы».

2. Стратиграфия

2.1. Леэтоеский горизонт O1lt

Леэтоеский горизонт представлен глауконитовыми песчани­камии глинами, залегающими на размытой поверхности диктионемовых сланцев илинепосредственно на оболовых песчаниках тооненской свиты. В нижней частигоризонта песчаники рыхлые, вверх по разрезу они обогащаются карбонатнымцементом и постепенно переходят в глауконитовые известняки. Значительноеколичество зерен глауконита придает породам характерный зе­леноватый цвет.Органические остатки представлены раковинами замковых брахиопод, фрагментамискелетов иглокожих и панцирями трилобитов, позволяющих датировать возраствмещающих отложений аренигским ярусом.

Мощность леэтсеского горизонта не превышает 2 м.

2.2. Волховский горизонт O1vl

Волховским горизонтом начинается карбонатная часть раз­резаордоаика. Слагающие горизонт известняки и доломита неод­нородны политологическому составу и подразделяются на несколь­ко разновидностей. В нижнейчасти преобладают пестро окрашенные доломитизированные глауконитовыеизвестняки. Выше развиты жел­товатые массивные известняки с прослоями мергелейи глин. Вен­чает разрез пачка переслаивания глинистых и доломитизированныхизвестняков.

Наиболее распространенными органическими остаткамиявляют­ся головоногие моллюски, брахиоподы и трилобиты. В возрастном отношениикарбонатные породы волховского горизонта, равно как и нижележащие (леэтсескийгоризонт) и перекрывающие (кундаский горизонт) образования, сопоставляются оаренигским ярусом ниж­него ордовика.

Мощность отложений составляет от 1,5 до6,5 м.

ГлаваII. Глаукониты их свойства и применение.

1. Глауконит.

ГЛАУКОНИТ (от греч. glaukos — голубовато-зеленый),сложный калийсодержащий листоватый алюмосиликат, минерал группы гидрослюдподкласса слоистых силикатов (К, Na, Ca).(Fe3+, Mg, Fe2+,Al)2[(Al,Si)Si3O10](OH)2·H2O. Зеленые землистые агрегаты. Твердость 2-3;плотность 2,2-2,9 г/см3. Широко распространен в осадочных породах. Применяетсядля уменьшения жесткости воды, удобрения почв (используется для произ-вакомплексных калийно-фосфорных удобрений), изготовления зеленой краскизащитно-зеленого цвета.

2. Практическое приминение глауконитов.

Глауконит является перспективнымполезным ископаемым многопрофильного применения. Выявлены четыре формынахождения его в палеогеновых отложениях пять типоморфных и три генетическиеразновидности (аллотигенный дальнеприносной, аллотигенный реликтовый иаутигенный). В аутигенном глауконите определено более 50 химических элементов,соотношения которых отражают палеогеографические условия глауконитизации.

Глауконит- минерал, который отмечается целым комплексом уникальныхсвойств.                                                                
            Во-первых, благодаря особенностям кристаллической структуры,которые предопределяют его способность к катионному обмену, глауконит издавнаиспользовался для смягчения воды, а позднее и для ее очистки. Установленавысокая эффективность глауконита при очищении воды от солей тяжелых металлов,ряда органических и неорганических составов, радионуклидов. В частностиустановлено, что активированный глауконит при фильтрации через негозагрязненных вод практически полностью задерживает состав железа и аммиака,почти на порядок понижает содержимое в воде нефтепродуктов, в 25-50 разпонижает содержимое

радиоактивных изотоповцезия-137 и стронция-90.
            Во-вторых, благодаря достаточно высокому содержимому двуокиси калия–

6-7%, а пятиокиси фосфора — до3%, глауконит может использоваться для получения калийных удобрений, или какестественное удобрение без переработки. В частности, внесение глауконитовоймуки повышает урожайность ряда зерновых культур и картофеля на 10-20%. Ведутсяроботы по созданию нового природного органо-калийно-фосфорного удобрения наоснове глауконитов.
           В-третьих, благодаря насыщенной и стойкой зеленой окраске глауконитможет использоваться как естественный пигмент для производства зеленых красок.Разработанная технология получения сухих фасадных красок из глауконитов. Кромеэтого, установлена эффективность использования глауконита в качествеминеральной подкормки в птицеводстве, животноводстве. при выращивании биомассыхлореллы, выращивании экологическо-чистой продукции на загрязненных, в томчисле радионуклидами, грунтах и для некоторых иных целей.
 

 

Глава III.Фации глауконитовых песков и глин.

Среди глауконитовых фаций преобладают пески (Рис.2.)и алевриты, иногда входящие в состав фосфоритовых конгломератов; более редкиглины, но они тоже встречаются довольно часто. Иногда глауконитовые илы обога­щаютсякальцитом и в ископаемом виде представляют собой глауконитовый известняк,обычно более или менее глинистый.

Глауконитобразуется только в морских бассейнах, но зерна его до­статочно устойчивы, ипоэтому во вторичном залегании они встречаются в пресноводных и даже наземныхотложениях. Вследствие этого по при­сутствию одних только зерен глауконита втех или других отложениях нельзя судить о морском происхождении последних.

Глауконит— водный силикат железа, весьма непостоянного и сложного состава. Почти каждыйисследователь дает свою формулу; неко­торые формулы приведены в работе Л. Н.Формозовой (1949). Обычно глауконит встречается в виде плотных массивныхаморфных зерен зе­леного, темнозеленого и буроватого цвета. Примесь их придаетглауконитовым породам зеленоватый цвет (батиальный зеленый ил, глауконитовыйпесчаник, зеленоватый глауконитовый ордовичский известняк).

В современных морях, поданным М. В. Кленовой (1948) и Кюнена (Kuenen, 1950),глауконитовые осадки образуются в области шельфа и верхней частиконтинентального склона. В абиссальной области они отсутствуют. По данным Колле (Collet, 1908), средние глубины образова­ния современного глауконитаот 20 до 150 м, в среднем около 70—80 м, но вероятно образование глауконита ина меньших глубинах, около 10— 20 м. Некоторые исследователи, в том числеГаллиер(Galliher, 1935), установили наличие глауконита наглубинах 200—400 м.

Ряд современных областей образованияглауконита и многие ископае­мые месторождения связаны с сильными доннымитечениями. Эти тече­ния не только уносили все тонкие частицы, но иногда дажеразмывали дно, образуя несомненные формы размыва. Они настолько ясны, что вгеоло­гической практике (стр. 22—26) их принимали за размыв на поверхностиземли. Глауконит в виде крупных зерен входит в состав грубозернистых песков идаже мелкогалечниковых конгломератов, часто фосфоритовых.

Весьма возможно, что втаких случаях плотные и массивные глауконитовые зерна находятся во вторичномзалегании, но ряд исследователей, в том числе Л. Н. Формозова (1949), допускаютпервичное образование и здесь.

В других случаях глауконитв виде тончайшего химического осадка входит в состав глинистых и известковыхилов, образующихся, наобо­рот, в условиях почти полной неподвижности,застойности водной среды. Глауконит, выделяясь в виде тончайшего осадка,проникает в полости мельчайших организмов фораминифер и радиолярий, заполняя ихи образуя глауконитовые ядра. Такие ядра неоднократно встречались в современныхбатиальных илах.

Наконец, многимиисследователями принимается образование глау­конита за счет подводных вторичныхзамещений (гальмиролиза) различных минералов биотита (Galliher, 1935), полевых шпатов (Takahashi, 1939). Этой точки зрения придерживается и М. В. Кленова(1948).

В интересной иобстоятельной работе Л. Н. Формозовой (1949) приве­дено краткое изложениеосновных гипотез образования глауконита, общим числом 44. Она распределяет ихна три группы: «… гипотезы органи­ческого, вернее, биохимическогопроисхождения, гипотезы замещения детритных терригенных минералов и гипотезыхимического осаждения из осадков».

Гипотезы первой группывыдвинуты Эренбергом (Ehrenberg, 1863), Мэрреем и Ренаром (Murray and Renard, 1891), Колле (Collet, 1908). Наи­болееизвестные гипотезы второй группы выдвинули Кайё (Cayeux, 1892), К. Д. Глинка (1896), Мэррей и Филиппи (Murray and Philippi, 1908), А. Е. Ферсман (1913), Хуммель

/>

(Hummel, 1923) автор гальми­ролиза, К. Н. Савич-Заблоцкий (1927), Галлиер (Galliher, 1935), Така-хаши (Takahashi, 1939) иН. И. Архангельский (1941). Третья группа ги­потез, наиболее молодая,поддерживалась Гюмбелем (Gumbel, 1886), Берпем (Berz, 1921), Голдманом (Goldman, 1919, 1922), Хаддингом (Hadding, 1932), Александером (Alexander, 1934) и советскими учеными  Л. В. Пустоваловым (1933, 1940),М. С. Швецовым (1934), А. Я. Микеем (1936), Г. И. Бушинским (1938), А. В.Казаковым (1947).

При чтении работы Л. Н.Формозовой (1949) создается впечатление, что каждая из этих трех групп гипотезисключает друг друга и что един­ственно правильными являются гипотезы третьейгруппы. Вряд ли это так. Действительно, гипотеза химического образованияобъясняет наи­большее количество фактов, но гипотезы первой и второй групп осно­ванына таком количестве фактов, что и их реальность несомненна. Пра­вильнеесчитать, что хотя химические процессы в образовании глауко­нита и преобладают,но в ряде случаев он образуется в результате биохи­мических процессов ипроцессов замещения.

Как уже указывали некоторыеисследователи, в образовании многих скоплений глауконитовых зерен существеннуюроль играют механиче­ские процессы, деятельность донных течений и волн. В однихслучаях зерна глауконита переносятся с места на место; в других  они остаютсяпочти на месте, но вследствие непрерывного перекатывания получают возможностьнарастания, подобно зернам оолитов. Такой точки зрения придерживается Л. Н.Формозова (1949) по отношению к изученному ею Кызыл-Сайскому месторождению.

Еще раз подчеркнем сходство вобразовании глауконитов и фосфори­тов. Для последних известны химические,пластовые и желваковые место­рождения, связанные с вымыванием и перекатыванием.Месторождения глауконитов также бывают пластовыми и желваковыми, точнее зерно­выми,причем в образовании второго типа месторождений такое же зна­чение имеютмеханические процессы — движения воды. Сходство обра­зования подчеркивается ичастым их совместным нахождением.

Интересно, что в тесной связи с месторождениямиглауконита нередко встречаются битуминозные и горючие сланцы. Эта связьобъясняется сходством условий образования горючих сланцев и пластовыхглауконитов.

Основное условие образования глауконитазаключается в медленном накоплении осадков и в наличии некоторого количестваорганических ве­ществ. Источником железа служат изверженные породы. Поэтомуглауко­нит вдоль берегов, сложенных изверженными породами, образуется в боль­шихколичествах. Детали этого процесса до сих пор неясны, но сущность его состоит впродолжительном взаимодействии железосодер­жащего ила, разлагающихсяорганических веществ и кислорода, содер­жащегося в воде.

Присутствие органического вещества является причинойразвития глау­конита в областях встречи холодных и теплых течений, гдепроисходит массовая гибель организмов. Такими областями являются восточное по­бережьеСеверной Америки, у Ньюфаундленда; Игольная банка у юго-восточной Африки;восточное побережье Японии и т. п. Таким образом, глауконит указывает: 1) надовольно значительные глубины; 2) хорошо развитые течения и 3) медленноенакопление осадков.

Связь с областями массовой гибели животных являетсяосновной при­чиной совместного нахождения глауконита с фосфоритами, хотя посвоему генезису эти два минерала не связаны друг с другом и могут образовы­ватьсянезависимо.

В отложениях прошлого глауконит широко распространен.Глаукониты юрских и нижнемеловых отложений центральной части Русской платформыдетально описаны в работе Л. И. Горбуновой (1950), носящей, в основном,минералогический характер. Для Подмосковного бассейна она выделяет три типаэтого минерала.

Первый тип — глауконит песчаных фаций, обычносвязанный с мел­ководными фосфоритовыми фациями. Он темнозеленого цвета икрупно­зернистый.

Второй тип — глауконит более глубоководных алевритовыхглин. Он имеет менее насыщенный желто-зеленый цвет и более мелкозернист.

Третий тип — глауконит карбонатных монтморилонитовыхпели-товых глин, обладающий весьма слабой зеленовато-желтой окраской(«бесцветный»), еще более тонкозернистый. Этот тип, установленный А. В. Казаковым,описывается впервые.

Л. И. Горбунова (1950) связывает все три типа спостепенно увеличи­вающимися глубинами, но более вероятна обусловленность ихморскими течениями. Независимо от глубины, там, где течения достигают значи­тельнойскорости, отлагается глауконит первого типа. Возможно, он пред­ставляет собойперемытые течениями фации глауконитов второго и третьего типов. Второй типобразуется там, где течения, хотя и развиты, но слабые. Третий тип связан сзастойными областями, в кото­рых течения полностью отсутствуют, чаще всего силовыми впадинами На поверхности шельфа.

Описание глауконитовых пород и месторождений, кроменазванных авторов, дано В. С. Малышевой (1930), П. П. Пилипенко (1935), С. Д.Ра­бинович и Н. В. Рснгартен (1944). Состав глауконитов описан Гендри-ксом (Hendricks, 1941) и Шнейдером (Schneider, 1927).

Глава IV.Термичиский анализ

           

Анализ проводился на кафедре«миниралогии кристаллографии и петрографии», в лабороториидифференциально-термического анализа, на установке «АТА1» под руководством инаблюдением Смоленского В. В. (заведующего лабороторией “ДТА”).

            При подготовке образцов к Деффиренциальнотермическому анализу они в начале дробились, просеивались, обрабатывалисьуксусной кислотой  для удоления лишних примисей которые могли бы затруднитьанализ, а также проба оделялась от породы спомощью иголочки под биналупой.

            Сущность термического аналтза заключается визучении поведения минерала при его непосредственном нагреве. Кривые полученныепри дифференциально термическом анализе (рис.3.),(рис.4.) хорактеризуютсямаксимумами эндотермических  и  экзотермическихреакций.   

 

Эндотермические реакции – происходят с поглощениемдополнительного         тепла.

Экзотермические реакции – происходят при выдиленияхдополнительного тепла.

Таблица №1.Эталонные реакции (для глауканитов).

t°C Реакции 100 — 200°С (-) Удаление H2O 350°С (+) Переход Fe²+ в Fe³+ 500 — 700°С (-) Выдиление гидроксильной воды 900 — 1000°С (-) Выдиление второй порции воды, связанной с          гидроксилами, и образование гематита

           

Проведённый дифферинцеальнотермический анализ показал очень хорошо заметные отличия между оброзцами,глауконитового песчаника и глауконитового известняка, отоброных из разных толщ.Эти отличия видны на полученных кривых (рис.3. глауконитовый песчанник и рис.4. глауконитовый известняк).

Как видно из диограм первый этап,этап выпаривания Н2О (-) при t°

100 — 200°С наблюдается в обеихпробах на обеих кривых, а далее начинаются значительные   расхождения.

На втором этапе поэталону при (+) t°350°С должен быть переход двух волентногожелеза в трех волентное этот переход зафексирован только на рисунке 3., а нарисунке 4. при  t°350°С процесс проходит без каких либо изминений,следовательно в глауконитовом известнике железо уже было представленно в трёхволентном виде. Есть такое предположение что глауконитовый песчаник образовалсяв более кислой среде чем глауконитовый известняк.

Далее третий этап при t°500 — 700°С происходит выдиление гидроксильной воды этот процесс присутствует наобеих кривых, но на рисунке 4 он вырожен слабее, значит глауконитовый известнякбыл образован в более глинестой среде и содержит глинистые примиси.

И наконец  четвёртый заключительныйэтап при t° 900 — 1000°С должно быть выделение второй порции воды, связаннойс гидроксилами, и образование гематита этот процесс отсутствует в обеихслучиях, тоесть глауконит згарает и при згарании не выделяет гематита. Но при(-) t° 800°C, как видно из кривой на рисунке 4, происходит процессвыделения карбонатов, а на кривой рисунка 3 этот процесс не наблюдается.

/>

Заключение