赤いベッド

赤色ベッド （又はredbeds）は、酸化第二鉄の存在に起因する色で主に赤、典型的に砂岩、シルト岩、及び頁岩からなる堆積岩、、です。多くの場合、これらの赤色の堆積層には、locally岩、泥灰石、石灰岩、またはこれらの堆積岩の組み合わせの薄い層が局所的に含まれています。赤いベッドの赤色の原因である酸化鉄は、通常、赤いベッドを含む堆積物の粒子のコーティングとして発生します。赤いベッドの古典的な例は、米国西部の二畳紀および三畳紀の層と、ヨーロッパのデボン紀のオールドレッドサンドストーン相です。

主な赤いベッド

Krynine（1950）は、赤い層は主に赤い土壌または古い赤い層の侵食と再堆積によって形成されたことを示唆しましたが、この仮説の根本的な問題は、イギリス、チェシャー州の赤層堆積物。 Van Houten（1961）は、褐色または単調な水酸化第二鉄の脱水による堆積物の原位置（初期続成）の赤化を含めるというアイデアを開発しました。これらの水酸化第二鉄には、通常、針鉄鉱（FeO-OH）およびいわゆる「アモルファス水酸化第二鉄」または褐鉄鉱が含まれます。この材料の多くは、鉱物のフェリハイドライト（Fe2O3 H2O）である可能性があります。

この脱水または「老化」プロセスは、沖積flood濫原および砂漠環境における土壌生成と密接に関連していることがわかっています。 Berner（1969）は、針鉄鉱（水酸化鉄）は通常赤鉄鉱に比べて不安定であり、水の不在下または高温では、反応に応じて容易に脱水することを示しました。

2FeOOH（針鉄鉱）→Fe2O3（赤鉄鉱）+ H2O

反応針鉄鉱→ヘマタイト（250°C）のギブス自由エネルギー（G）は-2.76 kJ / molであり、Langmuir（1971）は、Gが粒子サイズが小さくなるとますます負になることを示しました。したがって、針鉄鉱とフェリハイドライトを含む砕屑性水酸化第二鉄は、時間の経過とともに自然に赤色の赤鉄鉱顔料に変化します。このプロセスは、沖積層の漸進的な赤化だけでなく、古い砂漠の砂丘砂が若い同等のものよりも激しく赤くなるという事実も説明しています。

続成作用の赤いベッド

埋没続成作用中の赤い層の形成は、Walker（1967）およびWalker et al。 （1978）。このメカニズムの鍵は、埋没中の酸素化された地下水による強磁性珪酸塩の層内変化です。ウォーカーの研究は、角閃石と他の鉄を含むデトリタスの加水分解は、Goldich溶解シリーズに従うことを示しています。これは、特定の反応のギブス自由エネルギーによって制御されます。たとえば、最も簡単に変更される材料はカンラン石です。

Fe2SiO4（ファヤライト）+ O2→Fe2O3（ヘマタイト）+ SiO2（石英）E = -27.53 kJ / mol

このプロセスの重要な特徴は、反応によって例示されるように、一連の副産物が生成されることであり、これらは副産物として生成されます。これらには、混合層粘土（イライト-モンモリロナイト）、石英、長石、炭酸塩、顔料の酸化鉄が含まれます。続成作用の変化がさらに進行するにつれて、発赤が進行します。したがって、時間依存のメカニズムです。他の含意は、このタイプの赤化は特定の堆積環境に固有ではないということです。しかし、続成性の赤い層の形成に適した条件、すなわち正のEhと中性アルカリpHは、高温の半乾燥地域で最もよく見られ、これが伝統的に赤い層がそのような気候に関連している理由です。

二次赤いベッド

二次赤色層は不規則な色の帯状構造を特徴とし、これはしばしば不適合な風化プロファイルに関連しています。色の境界は、岩石学的接触を横断し、不適合部に隣接するより強い赤みを示すことがあります。ジョンソン他（1997）また、北海南部の石炭紀の初期に形成された一次赤層に二次赤化相がどのように重ねられるかを示しました。後成後変化につながる一般的な条件は、Mücke（1994）によって記述されています。重要な反応には、黄鉄鉱の酸化が含まれます。

3O2 + 4FeS2→Fe2O3（ヘマタイト）+ 8S E = −789 kJ / mol

および菱鉄鉱の酸化：

O2 + 4FeCO3→2Fe2O3（ヘマタイト）+ 4CO2 E = −346 kJ / mol

このようにして形成された二次的な赤い層は、続成作用の優れた例です。それらは、以前に堆積した堆積物の隆起、侵食、および表面風化に関連しており、それらの形成には、一次および続成作用の赤い層と同様の条件が必要です。