Полная версия

Главная arrow География arrow Генетическая минералогия и стадиальный анализ процессов осадочного породо- и рудообразования

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

МИНЕРАЛЫ-ИНДИКАТОРЫ ОСАДОЧНЫХ И ПОСТСЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

МОРФОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ТИПИЗАЦИЯ МИНЕРАЛОВ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

Диагностические признаки генезиса минеральных породообразующих компонент

Приступая к рассмотрению минеральных индикаторных признаков различных геологических процессов, мы должны предварительно ранжировать минеральные образования согласно способам их зарождения и этапности преобразования применительно к конкретным (рассмотренным выше) стадиям осадочного цикла. Здесь уместно напомнить читателю о том, что любые осадки и осадочные горные породы отличны от всех прочих пород полигенетичностью своих составных частей, или породных компонент (ПК), т.е. множественностью способов и механизмов их формирования (не всегда между собой взаимозависимых) и разнообразием источников исходного вещества. Это разнокомпонентные смеси, в той или иной мере отсортированные процессами осадочной дифференциации (Страхов, 1983).

Осадочные ПК бывают представлены тремя категориями: отдельными минералами, фрагментами минеральных агрегатов (например, обломки различных магматических, метаморфических или более древних осадочных пород) и фрагментами органических веществ (ОВ), которые в данной работе рассматриваться не будут. Учет вещественных составов и морфологических особенностей ПК заложен в основе всех ныне существующих схем петрографических классификаций осадочных пород (Фролов, 1992; Япаскурт и др. 2004).

Для решения задач геоминералогии очень важно ранжировать минеральные ПК согласно их генезису и стадиальным возрастным взаимоотношениям. Поэтому здесь мы обратимся к конкретным признакам генетической принадлежности ПК и к их типизации согласно схеме, которая на наш взгляд, наиболее проста и удобна для практического использования (Япаскурт и др., 2004). Принцип ее построения сводится к нижеследующему.

Прежде всего, каждый и любой ПК, вне зависимости от своего вещественного состава, может быть причислен только к одной из двух «антагонистических» категорий: I — аллотигенных или II — аутигеннных образований (соответственно, привнесенных извне или местных). В составе каждой из них выделяются более дробные таксоны согласно конкретным механизмам (способам) возникновения ПК. О каждом из таких способов свидетельствуют (иногда явно, а иногда и менее отчетливо) вещественно-морфологические признаки изучаемого ПК. Последние отчасти доступны визуальному наблюдению, но в большинстве своем раскрываются с помощью оптических, а иногда также электронно-микроскопических наблюдений. Рассмотрим это подробнее.

I. Аллотигенные ПК возникшие до времени формирования содержащей их породы и привнесены к месту ее рождения откуда-то извне, характеризуются отчетливо выраженной индивидуальностью своих форм и вещественных составов. Они включают нижеследующие 5 классов:

  • 1.1 — терригенные;
  • 1.2 — эдафогенные;
  • 1.3 — вулканогенные;
  • 1.4 — биогенные;
  • 1.5 — космогенные.

Из них представители 1.1 и I.2 совместно именуются в литературе как обломочные или кластические ПК; I.3 — именуются как вулканогенно-обломочные, или вулканокластические (при- рокластические)] a I.4 —- называют еще органогенно-обломочными или детритовыми ПК. Представители I.5 встречаются в породах чрезвычайно редко (в основном в составе глубоководных океанских глин, накапливающихся столь медленными темпами, что на относительное содержание в них примесей космогенных частиц приходится большее число долей %%, нежели во всех остальных отложениях); они здесь не рассматриваются. Остальные классы ПК и их признаки характеризуются ниже.

1.1. Терригенные компоненты (terra — лат. Земля) представляют собой продукты гипергенного разрушения самых разных пород, привнесенные в седиментационный бассейн из соседней либо отдаленной эродируемой суши (из так называемой «питающей провинции» бассейна). Эти ПК принадлежат к числу самых распространенных в природе. Признаки: прежде всего, автономность формы (см. рис. 3.4.) каждого индивидуального ПК, без всякой зависимости от его соседей — полное отсутствие конформности (конечно же только для тех случаев, когда порода не претерпела сильного постседиментационного уплотнения, а также химического корродирования или регенирирования своих компонентов).

Контуры ПК отчетливы. Они характеризуются разными степенями угловатости либо сферичности, изометричности либо удлиненности. В соответствии с ними литологи подразделяют такие ПК на виды: 1 — угловатых, или неокатанных, 2 — слабо окатанных, 3 — полуакатанных, 4 — окатанных, 5 — хорошо окатанных; а каждый из перечисленных видов бывает представлен либо относительно изометричными, либо удлиненными разновидностями (см. рис. 3.1.). Генетический смысл данных признаков очевиден: это, прежде всего, показатели, важные для оценок дальности транспортировки, а также одноразовости либо многократности переотложения терригенного вещества. Состав упомянутых ПК может быть мономинеральным (кварц, различные силикаты) либо минерально-агрегатным (фрагменты магматических, метаморфических или осадочных пород с присущими им структурами). Относительно важности его оценок применительно к палеогеографическим и палеотектоническим заключениям говорилось выше.

1.2. Эдафогенные компоненты представляют собой продукты разрушения и переотложения осадков и пород водного бассейна — того самого, в котором они затем накопились. По способу формирования рассматриваемые ПК, так же как и предыдущие, относятся к категории механогенных (обломочных) накоплений, однако источники вещества у них принципиально разные. В данном случае разрушение донных отложений может быть вызвано процессами подводного выветривания, или галь- миролиза, а перемещение остаточного вещества обуславливается либо воздействием сил гравитации на крутых склонах подводных уступов, либо работой придонных течений (в том числе и турбидных потоков). Кроме того, к эдафогенным ПК может относиться также изначально терригенный материал шельфовых осадков, переотложенный впоследствии высокоплотностными потоками в тальвегах глубоководных каньонов.

Признаки первой из вышеупомянутых разновидностей эдафогенных ПК: своеобразные их формы наподобие «пластилиновых слепков» или «мягких окатышей», свидетельствующие об отрыве от дна фрагментов не полностью затвердевшего ила. Это так называемые «интракласты» глинистого, алеврито-глинистого или известкового состава. Сюда же можно причислить окатанные глобули глауконитового состава (без остатков трещинок синерезиса) и фосфатных желваков.

1.3. Вулканогенные компоненты представляют собой частицы пепла (витрокласты, кристалло— или литокласты), лапилли, бомбы и др. продукты извержений, осуществлявшихся вне территории седиментации.

Признаки этих ПК очень важно сравнить с таковыми у тер- ригенных ПК, с тем, чтобы уметь отличать обломки более древних вулканогенных пород, которые могли привноситься в бассейн из эродируемой суши (так называемый вулканомиктовый материал), от продуктов синхронного осадкообразованию вулканизма. Задача эта не из простых, и, вопреки кажущейся явности критериев, она решается не всегда однозначно. Так, например, хорошо известно, что одним из непременных признаков пирокластических частиц служит угловатость их формы, отсутствие признаков окатанности. Применительно к частицам вулканического стекла (витрокластам) этот признак «работает» хорошо; благодаря характерной вогнутости граней, серповидности, клиновидности или капелевидности они опознаются даже там, где стекло замещено вторичными продуктами (глинистым, кремневым, карбонатным или цеолитовым агрегатом). Однако если иметь дело с кристаллами и литокластами, то по одной лишь их форме решить вопрос о принадлежности к синхронным продуктам извержения нельзя: ведь и терригенный материал из некоторых генетических типов отложений (пролювия, делювия и др.) может быть угловатым и совершенно неокатанным. Обязательность наличия «свежего» вулканического стекла в составе основной массы литокластов — тоже недостаточный признак, т.к. вулканическое стекло, как крайне нестойкий к термальному и водному воздействию продукт, на стадии катагенеза интенсивно «девитрифицируется».

Однако есть один надежный признак принадлежности кристаллов и литокластов к вулканогенному классу ПК: это однообразие их состава. Кратковременный импульс вулканизма поставляет практически одинаковые фрагменты застывшей лавы или кристаллокласты 2-3 минералов с совершенно одинаковыми типоморфными признаками. В случаях же терригенности, мы будем наблюдать гораздо более поликомпонентные смеси.

I. 4. Биогенные ПК представлены переотложенным скелетно-раковинным детритом или перемещенными в осадки водоема фрагментами наземной растительности {аттритом).

Признаки их опознаются, главным образом, по оскольчатой (не цельноскелетной) или неправильной — «обрывчатой» (применительно к фрагментам флоры) форме контуров ПК.

II. Аутигенные ПК, то есть образованные на месте их нахождения (in situ), объединяют 6 классов:

  • 11.1 — хемогенные, или собственно аутигенные;
  • 11.2 — трансформационные;
  • 11.3 — кристаллобластические;
  • 11.4 — биохемогенные;
  • 11.5 — биогенные;
  • 11.6 — вулканогенные.
  • 11.1. Собственно аутигенные ПК формируются химическими или биохимическими процессами множеством способов и на разных стадиях седименто- и литогенеза. Наиболее распространенными в природе механизмами их формирования служат: а — выпадение в осадок минеральных кристаллических агрегатов из ионного раствора; б — то же, но в аморфной фазе из коллоидного раствора; в — кристаллизация вещества в результате «старения» коллоидных осадков (гелей); г — продукты химического синтеза соосажденных или растворенных веществ; д — продукты метасоматоза.

Во временном (стадиальном) аспекте вышеперечисленные образования могли быть: II. 1.1 — сингенетическими (т.е. возникшими на стадии накопления осадка) и 11.1.2 — эпигенетическими, в свою очередь подразделяемыми на: 11.1.2.1 — диагенети- ческие (ранне- и позднедиагенетические), 11.1.2.2 — катагенети- ческие (ранне- и позднекатагенетические), 11.1.2.3 — метагене- тические (или метаморфогенные), 11.1.2.4 — регрессивно-эпигенетические, 11.1.2.5 — гипергенные (включая гальмиролитиче- ские).

Признаки этого вида аутигенности состоят в своеобразии микроструктуры минерального вещества — кристаллически- зернистой (см. рис. 3.4.) либо колломорфной. А в тех случаях, когда раскристаллизованные аутигенные ПК не преобладают в породе, но представлены разобщенными в ней включениями, последние характеризуются идиоморфными или гипидиоморф- ными формами (рис. 4.1.). В иных случаях, при массовом развитии агрегатных скоплений зерен карбонатов, цеолитов, кварца и др. аутигенных минералов, их кристаллы могут быть и ксено- морфными — выглядят как будто «припаянными друг к другу, имея обычно неровные контуры границ сочленения. Это следст-

Включения кристаллов аутигенного доломита

Рис. 4.1. Включения кристаллов аутигенного доломита (D) поздней генерации (регрессивно-эпигенетическая стадия), наложенные на структурно-минеральные изменения глубокого катагенеза и раннего метагенеза в песчанике Т3 Колтогорско-Уренгойской впадины Западно- Сибирской плиты (скважина СГ — 6, глубже 5,5 км). Шлиф, зарисовка. Белым цветом изображены обломки кварца, с крапом и штриховками — лито- класты, PL — обломки плагиоклаза; отчетливо видны вторичные структуры: конформные (выпукло-вогнутые) контакты обломков, локальная инкорпорация (И), а также рекристаллизационно-грануляционный бластез кварца (Г) и шиповидные вростки аутигенной слюды (Ш).

вие одновременности их возникновения (путем кристаллизации из ионного раствора либо вследствие твердофазной перекристаллизации аморфного вещества), когда каждый из компонентов препятствовал развитию совершенной кристаллической формы у своих соседей и сам подвергался такому же их влиянию. Впрочем, бывают исключения и из этого правила — применительно к минералам с высокой кристаллизационной силой, например, в случаях постседиментационного формирования ромбоэдрических кристаллов доломита за счет криптозернистого известкового осадка.

Труднее различить признаки аутигенности от признаков терригенности в микрокомпонентном глинистом агрегате. Явный признак аутигенности, заметный в поляризационном микроскопе — это врастание чешуйчатых глинистых частичек от поверхности внутрь кристаллических зерен каркасных силикатов или кварца (см. рис. 4.1. (Ш); 3.6.). Новостальных случаях с признаками аутигенности помогают разобраться только наблюдения в растровом электронном микроскопе (РЭМ). Там аутиген- ность опознается по упорядоченной архитектуре сочленения чешуйчатых или игольчатых кристаллов: в форме «карточных домиков», «пчелиных сот», «монетных столбиков» и др. фигуративных конструкций (рис. 4.2., 4.3.). Кластогенный материал, напротив,

распределяется в занятом им пространстве хаотически.

II.2. Трансформационные ПК формируются также, как и вышерассмотренные образования, на месте, однако, без изменения фазовых состояний вещества, в процессе твердофазных катионных обменов.

Упорядоченное распределение пластинчатых чешуек хлорита в цементе песчаника свидетельствует об аутигенном генезиса этого минерала

Рис. 4.2. Упорядоченное распределение пластинчатых чешуек хлорита в цементе песчаника свидетельствует об аутигенном генезиса этого минерала (на одной из постседиментационных стадий). Фотография скола в растровом электронном микроскопе.

Признаки их поэтому почти незаметны визуально. Форма минеральной частицы остается без изменений, наследуя исходный терригенный либо эдафогенный ПК. Но внутреннее содержание его существенно меняется, минерал обретает совершенно новые оптические свойства — иные цвет, плеохроичность, показатели преломления и др. На начальных стадиях данного процесса трансформирование прежнего минерала в новый осуществляется не на всей площади терригенной (или эдафоген- ной) частицы, а на отдельных ее «пятнистых» участках. Это явление иногда можно заметить при больших увеличениях поляризационного микроскопа, но отчетливее всего оно устанавливается путем сочетания наблюдений в РЭМ с микрозондовым анализатором и методами электронографии. Описания и иллюстрации — см. ниже, в главах 5 и 11. В тех случаях, когда исходная минеральная матрица была трансформирована полностью, доказать наличие данного процесса возможно только косвенно или же по находкам реликтовых, не на 100% трансформированных участков исходного минерального индивида.

II.3. Кристаллобластические ПК формируются в результате процессов перекристаллизации минеральных частиц I или II категории в твердом состоянии, тоже без фазовых переходов, но при участии межкомпонентных растворов (так называемой «кристаллизационной среды»). Формульный состав минерала при этом не меняется. Претерпевает перестройку лишь структу-

Сильно корродированный обломок плагиоклаза

Рис. 4.3. Сильно корродированный обломок плагиоклаза (а, б) и червообразный агрегат чешуй аутигенного каолинита, заполнивших коррозионные ниши (в) в претерпевшем регрессивно-эпигенетические изменения песчанике хатырыкской свиты К1 в низовьях р. Леписке — правого притока р. Лены (напротив устья р. Вилюй). По О.В. Япаскурту, 1992 г. Фотографии сколов в растровом электронном микроскопе, при увеличениях: 1000 (а) и 3000 (б, в).

ра его кристаллической решетки. Эти изменения нуждаются в притоке извне энергии — динамотермальной активизации. Поэтому кристаллобластез кварца и каркасных силикатов характерен в основном для предметаморфических стадий — метагенеза, или анхиметаморфизма.

Признаки кристаллобластеза (см. рис. 3.7.) в деталях описаны И.М. Симановичем в 1978 г. Мы вернемся к ним в главе 8, посвященной кварцу (см. ниже).

II.4. Биогенные ПК относятся к группе аутигенных в том случае, когда доказывается их безусловно местное зарождение. См. в работах (Бактериальная палеонтология, 2005).

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>