Punased kihid — geoloogiline määratlus, teke ja majanduslik tähtsus
Punased kihid: geoloogiline määratlus, teke ja majanduslik tähtsus — punaka värvuse põhjused, ladestumisprotsessid, nafta- ja gaasivarud ning kaevanduslik potentsiaal.
Punased kihid on geoloogiline termin, mis tähistab tavaliselt punakat värvi settekivide paksemaid kihistusi. Näiteks esinevad need sageli liivakivis, liivakivis või põlevkivis. Punane toon tekib peamiselt rauaoksiidide tõttu ja sellised kihistused on tüüpiliselt tekkinud kuumas kliimas oksüdeeruvates tingimustes. Sageli ladestuvad need maismaal: maismaal, jõgedes ja järvedes, aga võivad moodustuda ka deltades ja eoliilistes (tuule) süsteemides.
Mineraalne koostis ja värvi tekkimine
Punase värvuse annab peamiselt rauaoksiid — eelkõige hematiit (Fe2O3) ja osaliselt goetiit (FeO(OH)). Rauaoksiidid võivad olla kas detritalset päritolu (tuhandetest või vanematest kivimitest pärit terad) või authigenne (tekkinud kohapeal diageenilisel või pedogeensel protsessil). Mõnikord on värvus ühtlane, vahel esineb laikudes, triibustuses või plekilisena (mottling), mis peegeldab muutlikke redoks‑tingimusi või mullakergete arengut.
Teke ja protsessid
Punased kihid tekivad siis, kui raud setetes oksüdeerub ja saagub rauaoksiidina setete faasi. Tavalised moodustumise mehhanismid on:
- Sündepositsiooniline oksüdeerumine: raua sisaldavad osakesed setenevad ja kohe pärast ladestumist puutuvad kokku hapnikurikka õhuga (näiteks avatud jõekeskkondades või väljakujunenud soodes), mis muudab rauaoksiidideks;
- Pedogenees ja paleomullad: maismaassetes tekkivad mullad (paleosoolid) võivad soodustada raua kontsentratsiooni ning pinnases toimuvad oksüdeerimisprotsessid annavad punase varjundi;
- Diageeniline ja sekundaarsed protsessid: maapinna kerge ülestõus ja erodeerumine võimaldavad mineraalsete rauda sisaldavate ühendite oksüdeerumist madalates tingimustes ning raua taaspritsimine ja sadestumine setete sees;
- Hüdrogeoloogilised protsessid: meteoorvesi ja hapnikurikkad aluspinnaveed võivad liikuda setete kaudu ja oksüdeerida varasemaid rauaühendeid, tekitades sekundaarsed punased kihid.
Tekkekeskkonnad ja vanus
Punased kihid on levinud läbi fanerosoikumi, kuid eriti iseloomulikud on neid sisaldavad ladestised devoni, permia ja triase ajastust. Üks tuntumaid näiteid on Vana punane liivakivi, mis on klassikaline kivimvorm ja mille uurimine andis palju teadmisi maismaal ladestunud punaste kihtide tekke ja paleokeskkonna kohta.
Sekundaarsed punased kihid
Sekundaarsed punased kihid erinevad primaarsetest selle poolest, et algselt ladestunud setete värvus muutub hilisemas geoloogilises ajaloos: setemed on võinud algselt olla hallikad või tumedad (reduktiivsed), kuid hilisema ülestõusu, erosiooni või pinnalähedase ilmastiku mõjul toimunud oksüdeerumine on konverteerinud rauaoksiidideks. Sekundaarsed punased kihid nõuavad sageli sarnaseid oksüdeeruvaid tingimusi nagu primaarsete tekkimisel, kuid protsess võib toimuda kas pindmises režiimis (pedogenees) või sügavamal läbi hapnikurikka vee liikumise.
Diagnostilised tunnused
Punaste kihtide määramisel ja tõlgendamisel pööratakse tähelepanu järgmistele tunnustele: värv (punane, roosa, pruun, lillakas), hematriidikestad ja nodulid, plekistus (mottling), kalibreeritud kihistumine, risti‑kihistumine, ripplestruktuurid, paleosoolide tunnused (juurekanalid, mullastruktuurid) ning diageneetilised tunnused (rehydratatsioon, sekundaarne sadestumine).
Majanduslik tähtsus
Punased kihid on majanduslikult olulised mitmel viisil. Paljud punased settekivid, eriti poorseid liivakive, võivad olla head nafta- ja maagaasivarude reservuaarid, sest neil võib olla suur poorprotsent ja hea permeaablus. Lisaks võivad punased kihid toimida:
- vett varustavate akvifääridena (mahukad maakeraosa põhjaveehoidlad);
- ehitus- ja teekattematerjalina (liivakivi, killustik);
- tuhandete aastate jooksul tekkinud mullastruktuuride tõttu olla huvitavad pinnasespetsialistidele ja arheoloogidele;
- vahel sisaldada ka kaevandatavaid mineraalivarusid (näiteks rauda või muid kõrvalisaineid), kuigi see ei ole kõigi punaste kihtide puhul tavaline.
Tuleks märkida, et punased kihid ei ole alati head hermeetikud — mõnel juhul võib neis esineda kihistuvust ja kanalitaolist permeaablust, mis mõjutab nafta/gaasi kogunemist ja säilimist.
Tõlgenduse tähtsus teaduses
Punased kihid annavad olulist teavet varasemate kliima- ja keskkonnatingimuste kohta: nende esinemine viitab sageli maismaa‑dominantsele, sooja ja kuivale või hooajalise niiskusega kliimale. Paleomullad ja mineraalne koostis aitavad rekonstruerida paleokliimat ning tekkeolusid, mis on tähtis nii stratigraafias kui ka paleoekoloogias.
Kokkuvõttes on punased kihid geoloogiliselt ja majanduslikult tähtsad settekivimid, mille värvus ja struktuur peegeldavad raua keemilist käitumist oksüdeeruvates tingimustes ning annavad väärtuslikku infot maapinna ja ladestuskeskkondade mineviku kohta.
Palo Duro Canyon. Kanjoni punased alumised nõlvad on Permi ajastu. Need kihid ladestusid madalas merekeskkonnas, mis vaheldusid kuivade tõusu ja mõõnadega.
Siccar Point, erodeerunud nõrgalt kaldu Devoni vanade punaste liivakivide kihid, mis moodustavad konglomeraadi kihi ja vanemate vertikaalselt kihistunud Siluri hallmurru kivimite katte.
Elav uus punane liivakivi, triase periood. See kujutab kõrbes moodustunud risti ladestunud düüniliivakivi. Devon, Exe jõe suudme lähedal.
Permi punapõhjad
Moodustamine
Punaste voodite tekkimisest on palju räägitud. Põhiline keemiline muutus, mis neid tekitab, on oksüdatsioon. Algul arvati, et need viitavad kõrbetingimustele. Mõni neist ongi, ja seda saab tõestada, kui kihtides on märke düünide moodustumisest. Siiski:
"Tänapäeval leidub punapõhja sageli madalate laiuskraadide troopilises kliimas ja see on alati seotud oksüdeerivate tingimustega... punapõhjad võivad olla seotud vihmametsadega või kohtadega, kus sademete hulk on suur, kuid piirdub monsuuniperioodidega.... Heaks eeskujuks punase voodi tekkimise tingimustele on tänapäeval Amazonase vesikond.
Seotud leheküljed
- Vana punane liivakivi
- Uus punane liivakivi
- Torridoni liivakivi
Küsimused ja vastused
K: Mis on punased voodid?
V: Punased kihid on settekivimid, mis on punakat värvi ja on tavaliselt liivakivi, liivakivi või põlevkivi.
K: Millistes keskkondades tekivad punased kihid?
V: Punased kihid tekivad tavaliselt kuumas kliimas oksüdeeruvates tingimustes maismaal, näiteks maismaal, jõgedes ja järvedes.
K: Mis põhjustab punase värvi punastes kihistikes?
V: Punase värvi punased kihid tekivad nende mineraalide struktuuris olevast raudoksiidist.
K: Millistel perioodidel on punased kihid kõige sagedamini seotud?
V: Punased kihid on kõige sagedamini seotud kivimitega, mis ladestusid devoni, permia ja triase perioodil, kuigi neid on ladestunud kogu faanerosoikumi jooksul.
K: Mis on vana punane liivakivi?
V: Old Red Sandstone on üks kuulsamaid punaste kihistega seotud kivimvorminguid.
K: Milline on punaste kihtide majanduslik tähtsus?
V: Paljud punased kihid sisaldavad nafta- ja maagaasivarusid, mistõttu on nad majanduslikult olulised.
K: Mis on sekundaarsed punased kihid ja kuidas need tekivad?
V: Sekundaarsed punased kihid on seotud varem ladestunud setete ülestõusmise, erosiooni ja pinnalähedase ilmastikutingimustega ning nende tekkimiseks on vaja sarnaseid tingimusi nagu primaarsete punaste kihide tekkimisel.
Otsige