W geologii istnieje wiele rodzajów procesów zachodzących w skałach i środowisku. Jednym z nich jest diageneza. Są to wszystkie procesy, którym przechodzą osady w okresie rozpoczynającym się od osadzania po konwersji skały. W tych przypadkach mówimy o powstawaniu skał osadowych i metamorficznych.
W tym artykule opowiemy Ci wszystko, co musisz wiedzieć o diagenezie, jej cechach charakterystycznych i ciekawostkach.
Co to jest diageneza
Diageneza to termin używany na dwa sposoby: pierwszy odnosi się do procesu przekształcania składników substancji w nową lub inną substancję. Drugie i bardziej powszechne użycie odnosi się do wszystkich procesów, przez które przechodzą lub przechodzą osady w czasie, gdy zaczynają się one osadzać i trwają, aż staną się skałą. Odnosi się to również do dodatkowych procesów chemicznych i fizycznych, które mogą zmieniać te skały, dopóki nie ulegną zniszczeniu. W geologii metamorfizm to zmiana skał w wyniku procesów geologicznych, które obejmują ekstremalne temperatury i ciśnienia.
Geolodzy dzielą skały na trzy kategorie w oparciu o środowisko ich powstawania. Skały osadowe powstają poprzez przekształcenie warstw osadowych w skały, proces, który wymaga dużo czasu i presji. Skały magmowe powstają w wyniku chłodzenia lawy lub magmy. Magma i lawa to dwa określenia tej samej substancji, ale magma odnosi się do lawy, która wciąż znajduje się pod powierzchnią ziemi, a lawa odnosi się do lawy, która jest teraz pod powierzchnią. Skały metamorficzne to skały magmowe lub osadowe, które przekształcają się pod wpływem ekstremalnego ciśnienia, siły kątowej lub temperatury, ale nie topią całkowicie skały i nie wchłaniają jej w warstwę magmy.
Wszystkie procesy chemiczne i fizyczne, którym przechodzą osady podczas przekształcania się w skały, a także szereg procesów, które wpływają na właściwości skał, określa się mianem diagenezy. Procesy te są w przyrodzie przede wszystkim procesami chemicznymi, ale obejmują również procesy fizyczne, takie jak delaminacja. Niemniej jednak, diageneza nie obejmuje wietrzenia, które należy do innego rodzaju procesu geologicznego.
Procesy diagenetyczne
Proces diagenezy może być bardzo skomplikowany i zbyt obszerny, by go wymienić w artykule tej wielkości, ale można je podzielić na kilka kategorii. Jednym z najważniejszych rodzajów procesów diagenetycznych jest konwersja biomasy w osadach do węglowodorów, co jest początkiem powstawania ropy naftowej i innych paliw kopalnych. Fosylizacja to proces diagenezy, który zachodzi na poziomie molekularnym. Kiedy poszczególne komórki ciała, zwłaszcza niektóre związki w kościach, zostaną zastąpione przez kalcyt i inne minerały, kalcyt i inne minerały rozpuszczają się w wodzie i wodzie. Osadzanie poprzez filtrowanie przez warstwę osadu.
Diageneza i cementacja
Cementowanie to ważny etap diagenezy, co powoduje, że poszczególne cząstki osadu łączą się ze sobą. Jest to proces chemiczny, w którym rozpuszczone minerały (takie jak kalcyt czy krzemionka) wytrącają się z wody, gdy wnikają w osad. Nacisk nakładających się warstw osadów prowadzi do procesu fizycznej diagenezy zwanego zagęszczaniem. To zagęszczanie, wraz z filtracją wody bogatej w minerały, powoduje, że cząstki osadu przylegają do rozpuszczonych minerałów. W miarę wysychania osadu minerały twardnieją i tworzą naturalny cement. Piaskowiec jest powszechną formą skały powstałej w ten sposób. Może również wystąpić wiele bardziej złożonych etapów diagenezy, w tym zmiany składu warstw osadowych poprzez przesiąkanie wody niosącej rozpuszczone minerały.
Dzięki temu procesowi mogą powstawać nowe minerały, a czasami niektóre minerały lub związki są wypłukiwane z osadu i zastępowane przez inne minerały lub związki. Petryfikacja zachodzi podczas diagenezy i jest procesem, w którym osady zamieniają się w skałę. Jednak po skamieniałości diageneza może trwać dalej.
Wiele procesów diagenetycznych trwa tysiące lub miliony lat. Geolodzy, paleontolodzy, antropolodzy i archeolodzy analizują skały, aby wywnioskować proces diagenetyczny, który je utworzył. W ten sposób dowiedzieli się wiele o przeszłości, w tym informacje o ruchu tektonicznym skorupy ziemskiej, dane środowiskowe i inne informacje o formacji skalnej i historii Ziemi.
Lityfikacja
Diageneza obejmuje lityfikację, czyli proces przekształcania luźnych osadów w stałe skały osadowe. Podstawowy proces lityfikacji obejmuje zagęszczanie i cementowanie. Najczęstszą fizyczną zmianą diagenetyczną jest zagęszczenie. W miarę gromadzenia się osadów ciężar nakładającego się materiału ściska głębsze osady. Im głębiej zakopany zostanie osad, tym będzie ciaśniejszy i twardszy.
W miarę jak cząstki stają się coraz bardziej skompresowane, przestrzeń porów (otwarta przestrzeń między cząstkami) znacznie się zmniejsza. Na przykład, gdy glina jest zakopana w materiałach kilka kilometrów poniżej, objętość gliny może zostać zmniejszona nawet o 40%. W miarę kurczenia się przestrzeni porów większość wody znajdującej się w osadzie jest odprowadzana.
Cementacja jest najważniejszym procesem przekształcania osadów w skały osadowe. Jest to zmiana diagenetyczna, która polega na krystalizacji minerałów pomiędzy poszczególnymi cząsteczkami osadu. Woda gruntowa przenosi jony w roztworze. Stopniowo jony te krystalizują nowe minerały w przestrzeni porów, konsolidując w ten sposób odpady.
Tak jak podczas zagęszczania zmniejsza się ilość przestrzeni porowej, dodanie cementu do osadu również zmniejszy jego porowatość. Najpopularniejszymi cementami są kalcyt, krzemionka i tlenek żelaza. Identyfikacja materiału klejącego jest zwykle stosunkowo prosta. Pianki cementu kalcytowego z powodu rozcieńczonego kwasu solnego. Krzemionka jest najtwardszym cementem i dlatego wytwarza najtwardszą skałę osadową.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom można dowiedzieć się więcej o diagenezie i jej charakterystyce.