Полная версия

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

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Слоистые силикаты

Самыми активными донорами среди слоистых силикатов являются их триоктаэдрические разности, хотя диоктаэдричес- кие, как будет показано ниже в определенных условиях тоже не лишены донорских качеств..

Биотиты (формулу см. в таблице 5.1) — главные доноры были описаны в соответствующем разделе о триоктаэдрических минералах в главе 5. Мы возвращаем читателя к этим строкам и иллюстрациям, напоминая о том лишь, что терригенный биотит испытывает трансформационные и коррозионные преобразования на всех стадиях осадочного процесса. Эти преобразования особенно активизируются при глубинном катагенезе, а на стадии метагенеза большинство биотитовых чешуй оказываются замещенными иллит-хлоритовыми и др. минеральными агрегатами. Вынос из кристаллических решеток биотитов железа, титана, кремнезема, алюминия, магния и др. катионов обеспечивает рождение многих новых минералов: оксидов или карбонатов Fe, титаномагнетита, анатаза, брукита, нередко даже рутила; а также аутигенного кварца, плагиоклаза, доломита (размеры этих кристалликов бывают мельче 1 мкм). А.В. Копелиович считал, что биотит может быть донором рудных элементов — не только титана и железа (упомянутых выше), но свинца и цинка, которые изначально могли составлять изоморфные примеси в кристаллической решетке слюды. Добавим к этому, что помимо Pb, Zn элементами, извлеченными из биотита, могут оказаться также Аи и др. благородные металлы — это предмет специальных геоминералогических исследований в ближайшем будущем.

Развивая представления А.В. Копелиовича и А.Г. Коссов- ской, автор совместно с коллегой от кафедры петрологии МГУ О.В. Парфеновой представил к Всероссийскому литологическому совещанию 2000 г. доклад на тему «Новое о трансформации слюд при катагенезе терригенных комплексов» на примере прецизионных исследований комплектов пород раннего мезозоя Тюменской сверхглубокой скважины СГ-6 (Колтогорско-Урен- гойский прогиб, север Западной Сибири) (Парфенова, Япас- курт, 2000 а, б). При электронномикроскопических и микрозон- довых исследованиях были получены новые данные о трансформации кластогенных биотитов и мусковитов.

Ранее нами же было показано, что единая пластина биотита может замещаться иллитом и хлоритом (рис. 7.15.) или хлоритами, резко различающимися по своему составу (таблица 7.2, анализы 1,2). Более сложная трансформация биотита наблюдалась в обр. 6428 (глубина 5830 м). Новообразованные фазы представлены хлоритом, иллитом (таблица 7.2, ан. 3 и 4 соответственно), а также кремнеземом, имеющим волокнистое строение; последний «сбрасывается» при замещении биотита хлоритом. Часто хлориты, замещающие биотит, имеют высокие

Замещение класто- генного биотита (Bt) хлоритом (Chi) и иллитом (III); Qtz — кварц. Зарисовка под электронным микроскопом (обр. 6416 из отложений Т Тюменской сверхглубокой СГ-6). Рис. О.В. Парфеновой

Рис, 7.15. Замещение класто- генного биотита (Bt) хлоритом (Chi) и иллитом (III); Qtz — кварц. Зарисовка под электронным микроскопом (обр. 6416 из отложений Т3 Тюменской сверхглубокой СГ-6). Рис. О.В. Парфеновой.

содержания титана, достигающие 0,17-0,23 форм. ед. Такие хлориты представляют собой промежуточный, метастабильный продукт трансформации кластогенных биотитов, высокое содержание титана наследуется от замещаемого биотита.

В процессе прогрессивно усиливающихся постдиагенети- ческих преобразований обломочный биотит в конечном итоге исчезает. Напомню, что его разрушение (или сохранение в ничтожных по размерам реликтах) считается одним из диагностических признаков стадии метагенеза».

Диоктаэдрический партнер биотита — мусковит, многие исследователи считают устойчивым минералом (см. рис. 7.1). Это, вероятно, связано с тем, что под обычным микроскопом мусковит выглядит всюду свежим. Тем не менее, в литературе описаны случаи преобразования мусковита в каолинит без образования каких-либо промежуточных фаз. А результаты наших исследований показывают, что состав новообразований, возникающих при трансформации кластогенных мусковитов, может быть весьма разнообразным. Так, например, сложное разложение крупной частицы мусковит-фенгита наблюдалось в обр. 7098 (глубина 6090 м). Под электронным микроскопом видно полосчатое замещение мусковита, причем замещающие минералы расположены параллельно его спайности. Новообразованные минералы представлены двумя мусковит-фенгитами, различающимися по составу (таблица 7.2, ан. 5 и 6), хлоритом, альбитом и кварцем. Кварц образуется за счет излишков кремнезема при замещении мусковита хлоритом; натрий для формирования альбита, по-видимому, заимствуется из парагонитовой составляющей мусковита.

Известно, что в метаморфических породах при возрастании температуры и переходе мусковит-фенгита в мусковит в последнем происходит возрастание парагонитовой составляющей. В предметаморфических породах аналогом парагонита является браммалит, состав которого соответствует Na — иллиту. Детальному изучению этого минерала и условий его формирования посвящена работа Ливи с соавторами (Livi etal., 1997), которые предполагают, что браммалит в анхизоне служит новой фазой, появляющейся в верхах зоны диагенеза (катагенеза, согласно нашей стадиальной терминологии) или в низах анхизоны (метагенеза). В таких случаях браммалит является предшественником парагонита, что видно из реакции: К-смектит + Na-ис- ~счник (полевой шпат или флюид) + высокоглиноземистая фаза

Таблица 7.2.

Составы продуктов изменения кпастогенных биотитов и мусковитов в породах керна скважины СГ-6,

по О.В. Парфеновой и автору (см. рис. 7.15. и 7.16.).

i № обр.

73 „

93

64

28

7098

74

26

70

98

№ точки

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Компонент

Si02

30,45

27,66

27,17

52,42

52,08

52,22

31,64

50,32

49,46

53,72

48,30

ТЮ2

1,43

-

-

-

0,47

1,1

-

-

-

-

1,09

А12

22,30

24,64

27,11

33,77

32,2

33,4

25,29

41,0

42,31

39,68

33,72

FeO

33,49

39,82

32,67

3,62

3,85

1,75

28,58

0,23

0,27

0,36

4,7

MnO

0,42

-

0,45

-

-

-

-

-

-

-

-

MgO

11,58

7,03

12,39

2,07

2,16

2,09

13,51

-

-

0,74

CaO

-

0,19

-

0,25

0,21

0,14

0,31

-

0,16

0,26

-

Na20

-

-

0,46

0,54

0,43

6,13

6,97

4,97

0,57

K26

0,24

-

-

7,53

8,57

8,67

0,18

2,06

0,71

0,91

10,79

Si

2,88

2,7

2,56

3,27

3,29

3,26

2,89

3,06

3,18

3,22

3,12

Ti

0,1

-

-

-

0,02

0,03

-

-

-

0,06

A1

2,48

2,83

3,01

2,49

3,39

2,46

2,73

2,94

3,03

2,8

2,75

Fe

2,64

3,25

2,57

0,19

0,02

0,09

2,19

0,01

0,01

0,02

0,25

Mn

0,04

0,04

-

-

-

-

-

-

-

-

Mg

1,63

1,02

1,74

0,19

0,2

0,19

1,84

-

-

-

0,07

Ca

0,01

-

0,02

0,01

0,01

0,03

-

0,01

0,02

-

Na

-

-

0,06

0,06

0,08

0,72

0,82

0,58

0,07

К

0,03

-

-

0,60

0,69

0,06

0,02

0,16

0,06

0,07

0,89

Хрл

62

76

60

50

50

32

54

78

Zok

5,77

5,8

5,88

5,65

Примечание: кристаллохимические формулы слюд расчитаны на 11 атомов кислорода, хлоритов — на 14. XFe% — железистость минерала, Хок — сумма катионов, заполняющих октаэдрические позиции

= nm смесь K-Na слюды + браммалит = дискретный парагонит + мусковит.

Нами под электронным микроскопом в обр. 7426 (глубина 6220 м) в кластогенном мусковите наблюдались структуры, сходные со структурами распада, в которых включения сложены браммалитом (таблица 7.2, ан. 8 и 9). Браммалитовые участки в виде хорошо оформленной частицы и тонких полосок, параллельных спайности мусковита, хорошо видны в обр. 7098 (рис. 7.16.). Состав мусковита и браммалита приведены в таблице

7.2, ан. 10 и 11.

Из всего вышесказанного следует, чот устойчивость алло- тигенных мусковитов оказалась весьма относительной. Приведенные нами исследования позволили рассмотреть некоторые аспекты процесса дифференциации вещества при трансформации этих слюд. Так, было показано, что хлоритизация биотитов и мусковитов приводит к «сбрасыванию» значительных количеств кремнезема, который может сохраниться в пределах пластинки обломочной слюды или удалиться за ее пределы. Иллитизация слюд порождает также интенсивный вынос щелочей и, как следствие этого, повышение щелочности интерстиционных растворов. А целочность, в свою очередь, активизирует коррозию и частичное растворение соседних со слюдой обломочных зерен кварца и полевых шпатов, которые обретают здесь качества доноров.

В заключение заметим, что роль терригенных слюд в осадочном процессе двояка. Это не только доноры, но в известной мере концентраторы веществ. На последнюю особенность обращал внимание Ю.В. Яшунский (1990), который показал конкретные примеры возникновения на стадиях диагенеза и катагенеза в обломочных слюдах мельчайших включений пирита, сфалерита, барита, доломита, коффинита, настурана, гетита и ряда

Браммалитовая фаза (Вг) в кластогенном мусковите (Ms); Cal — кальцит, Qtz

Рис. 7.16. Браммалитовая фаза (Вг) в кластогенном мусковите (Ms); Cal — кальцит, Qtz

— кварц. Зарисовка под электронным микроскопом, (обр. 7098 там же, что и на рис. 7.15). Рис. О.В. Парфеновой.

др. аутигенных минералов на территории одного из урановых месторождений. Размеры включений колебались в пределах всего лишь 10-100 мкм, а их количества — не превышали 1-2 весовых %. Однако сам по себе этот внешне скромный факт интересен для нас методологически. В этом аспекте Ю.В. Яшун- ский делает ценный для поисков рудных тел вывод. Он подчеркивает, что абсолютные размеры микрополостей трещинок спайности слюд исключают возможность проникновения в них инфильтрационного флюидного потока. Единственно возможным механизом переноса вещества в глубь чешуек является диффузия с низкими скоростями массопереноса (свидетельство тому идиоморфизм аутигенных кристалликов). Из-за диффузии смена минеральных ассоциаций внутри слюд происходила несколько позднее, чем аналогичная смена в межзерновом пространстве песчаника (обусловленная миграцией флюида). Но со временем минеральный состав включений в слюдах приходит в равновесие с растворенными компонентами среды конвективного переноса, и становится тождественным составу новой минеральной ассоциации межзернового пространства песчанни- ков.

« Таким образом, различия в составе и морфологии включений в слюдах и аутигенной минерализации вне слюд можно рекомендовать как критерий установления последовательности минералообразования» (Яшунский, 1990, с. 41). Следовательно, появление микровключений в слюдах служит явным предвестником массового развития тех же минералов и руд в цементе песчаников. В данном случае стадиальный анализ парагенети- ческих ассоциаций слюд с аутигенными сульфидами, сульфитами и оксидами может дать ценную информацию для металлогении.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>