Полная версия

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

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Структурные дефекты, связанные с пластической деформацией кварца

К этой группе структурных дефектов относятся деформационное пластикование, иррациональное двой- никование, пояса деформации, «смятие» кварца и полосы деформации. Все они имеют очень сходное происхождение и связаны с наложенной пластической деформацией кварца пород самого различного генезиса, а следовательно, несут ограниченную информацию.

В соответствии с этой разработанной И.М. Симановичем классификацией была им предпринята попытка оценить встречаемость тех или иных оптически определимых структурных дефектов кварца различного генезиса. Методика изучения заключалась в фиксации присутствия (или отсутствия) данного структурного дефекта в 50-100 зернах кварца каждого эталонного образца. Полученные данные дополнялись определением внутри исследуемого кварца включений иных минералов и различных видов минералообразующей среды (ВМС).

По этим трем параметрам сравнивались между собой кварцы из эталонной коллекции, куда были подобраны заведомо известные генетические типы этого минерала. Их было подобрано шесть: 1 — из пород, претерпевших высокие ступени метаморфизма, 2 — из гранитоидов древних (архейских), ассоциировавших с предыдущей группой метапород, 3 — из гранитоидов молодых, 4 — кварц жильный, 5 — пегматитовый и 6 — из кислых эффузивов. Каждой из этих категорий кварца свойственны индивидуальные типоморфные признаки (кое в чем совпадающие, пересекающиеся, но в комплексном наборе своих разновидностей отличные от остальных генетических типов) — см. в таблице 8.2.

Так, например, кварцу метаморфитов и древних гранитоидов свойственна повышенная частота встречаемости таких морфологических разновидностей структурных дефектов, как: поликристалличность с изрезанными лапчатыми контурами индивидов и блочность — линейная и брусковидная. Для них же характерна наименьшая частота встречаемости (вплоть до полного отсутствия) газовых, многофазных и затвердевших ВМС. И минеральные включения у них обильны, но все же заметно отличаются. У метапород это графит, гранат, дистен и сфен; много биотита, обычны циркон, апатит, мусковит, эпидот. А у гранитоидов — на первом месте игольчатый рутил; остальные минералы встречаются реже: в основном, это биотит, циркон, апатит, мусковит, рудный минерал, эпидот. Кварц молодых гранитоидов отличен гораздо меньшей частотой встречаемости признаков поликристалличности и блочности, зато повышенной частотой волнистых угасаний и высокой частотой встречаемости крупных ограненных газовых и многофазных ВМС, и редкой встречаемостью минеральных включений, за исключением характерного игольчатого рутила. В кварце из кислых эффузивов минеральные включения, как правило, отсутствуют, структурные дефекты минимальны, а ВМС — только в затвердевших формах. Особенности жильного и пегматитового кварца характеризуются, прежде всего, обилием видов структурных дефектов (см. в таблицах 8.1 и 8.2).

Таблица 8.2.

Важнейшие типоморфные признаки кварца различного генезиса, по И.М. Симановичу.

Г енетические типы кварца

Типоморфные признаки

Оптически определимые структурные дефекты

Минеральные включения

Включения

минералообразующей среды

1.

Кварц метаморфических пород

Повышенная ч.в. ПИЛК, БЛ и ББ.

Графит, гранат, силлиманит, дистен, сфен. Повышенная ч.в. биотита. Обычны циркон, апатит, мусковит, рудный, эпидот.

Наименьшая ч.в. крупных ограненных, полуограненных, газовых и многофазных ВМС. Отсутствуют затвердевшие ВМС. Зерен с высокой насыщенностью практически нет. Наибольшее количество зерен без включений.

2.

Кварц древних гранитоидов

По типам и ч.в. дефектов близки к (1).

Несколько понижены ч.в. ПИП и БЛ.

Игольчатый рутил. Ч.в. прочих минералов ниже по сравнению с (1). Обычны биотит, циркон, апатит, мусковит, рудный, эпидот.

Несколько более высокая ч.в. (по сравнению с 1) крупных ограненных, полуограненных, газовых и многофазных ВМС и зерен со средней и высокой насыщенностью.

3.

Кварц молодых гранитоидов

Резко понижены (по сравнению с 1,2) ч.в. ПИП, БЛ, МИЛК, ББ и ВУП. Повышенная ч.в. ВУО. Высокая ч.в. БД.

Малая (по сравнению с 1,2) ч.в. минеральных включений. Характерен игольчатый рутил.

Высокая ч.в. крупных, ограненных, полуограненных, газовых и многофазных ВМС. Характерны зерна с высокой насыщенностью. Отмечаются затвердевшие ВМС.

4.

Кварц жильный

Резко понижена ч.в. БЛ. Типичны БН и ВУП. Высокая ч.в. БД.

Разнообразны, но ч.в. обычно очень низка.

Высокая ч.в. крупных, ограненных и полуограненных ВМС. Ч.в. газовых и многофазных ВМС низкая. Зерна с высокой и очень высокой насыщенностью.

5.

Кварц пегматитов

Близок к (4).

То же.

Близок к (4). Очень характерны крупные и газовые ВМС.

6.

Кварц кислых эффузивов

Обычно БД, редко - ВУО.

Не известны

Характерны только затвердевшие ВМС.

Примечание: ч.в. — частота встречаемости; ВМС — включения минералообразующей среды; в кварце любого генезиса из тектонически активных зон может быть высокая частота встречаемости ПИЛК, МГ, ББ, ВУП, ПД, а также вторичных включений минералообразующей среды; в «чистых» разностях жильного и пегматитового кварца может наблюдаться почти полное отсутствие включений минералообразующей среды.

В перечне этих шести эталонных типов минерала не упоминался кварц, переотложенный из более древних осадков или осадочных пород. О его признаках И.М. Симанович писал, но они будут понятнее нам после рассмотрения этапности стадиальных постседиментационных преобразований кварца, т.е. в конце этого раздела. А пока еще раз констатируем, это автор рассмотренной выше типизации кварца разработал и внедрил в практику геологических работ метод статистического анализа вероятностной оценки генетической принадлежности кварца путем количественного подсчета типоморфных признаков у 100 зерен в поляризационном микроскопе (Симанович, 1978, с. 3-10). Это дало реальную возможность, не прибегая к исследованию акцессорных минералов «тяжелой фракции» в кварцевых песках и песчаниках кайнозоя, мезозоя, палеозоя и неметамор- физованных образований докембрия, определять исходные составы пород в исчезнувших к нашему времени питающих провинциях СБ, т.е. вносить существенный вклад в палеогеографические реконструкции.

Такое стало возможным потому, что при транспортировке и седиментации кварцевых частиц претерпевают изменения лишь их размеры, форма и морфология поверхностей (например, матовость при эоловом переносе, царапины — при ледовой транспортировке), но не внутреннее их содержание. Сохраняются ти- поморфные признаки. И они в основном не утрачиваются вплоть до попадания породы в напряженные Р-Т условия стадии метагенеза.

Однако это вовсе не означает, что кварц при диагенезе и катагенезе остается совершенно инертным. Это не так.

Стадиальные изменения в кварце, которые отражены на рис. 8.2., взятом из книги И.М. Симановича (1978), сводятся к нижеследующему.

Коррозия на стадиях диагенеза и начального катагенеза — довольно распространенное явление, особенно в щелочной среде, свидетельством чему служат отчетливо выраженные кор-

Стадиальная эволюция обломочного кварца песчаных пород

Рис. 8.2. Стадиальная эволюция обломочного кварца песчаных пород.

Толщина черных вертикальных полос соответствует частоте встречаемости преобразований кварца, пунктир — возможные уровни редкой их встречаемости.По И М. Симановичу (1978).

розионные контакты между терригенным кварцем и аутигенным поровым кальцитом, цементирующим кварцевый агрегат. Коррозионные контакты бывают также у кварца с гидрооксидами железа, гидрослюдами и с вторичным опалом.

Аутигенные новообразования минералов группы Si02, возникшие за счет продуктов корродирования терригенных зерен кварца, бывают представлены колломорфным агрегатом опала и коллоидально-зернистым халцедоном, которые заполняют межзерновые промежутки на стадии диагенеза и перекри- сталлизуются в аутигенный кварц цемента порового типа на ка- тагенетической стадии. Эта разновидность кварца отлична от терригенной своею «чистотой» — отсутствием ВМС и структурных дефектов кристаллической решетки.

Обесцвечивание разновидностей так называемого «дымчатого» кварца начинается на стадии его транспортировки и завершается при диагенезе. И.М. Симанович трактует механизм этого процесса следующим образом. Дымчатость окраски кварца из некоторых гранитов и гранито-гнейсов обусловлена изоморфными замещениями в кристаллической решетке этого минерала небольшой части катионов Si4+ на А13+ и компенсацией заряда и привносом Ы+ или Na+. В кислых условиях выветривания, седиментогенеза и диагенеза (при низких значениях pH) происходит диффузная замена Li+, Na+ на протон Н+, а утрата лития с натрием обусловливает утрату дымчатости. Этот процесс для нас выходит за рамки просто интересного минералогического факта, потому что из него следует важное для палеогеографии правило. Оно состоит в следующем. Если мы в свежем терригенном осадке или в прошедшей через стадию диагенеза породе все же находим обломочные кварцевые зерна с признаками дымчатости, то это свидетельствует о щелочности среды при седименто- и диагенезе, а таковая служит одним из явных признаков климатической аридности.

Регенерация кварца — весьма распространенное явление. Оно скачкообразно активизируется на подстадии глубинного катагенеза, при Т > 100° и Ps около 100 МПа, будучи там генетически взаимосвязанным со структурами гравитационной коррозии обломочных зерен — конформными, микростилолитовы- ми и инкорпорационными (рис. 8.3.). Эти структуры сочетаются в песчаниках с регенерацией части кварцевых зерен, обрастающих сплошной или прерывистой каймой, или с отдельными, заполнившими межзерновые промежутки «пламеневидными» от-

Растворение и регенерация обломочного кварца на глу- бинно-катагенетической стадии, по И.М. Симановичу, 1975 г. Шлифы, николи +; размеры обломочных зерен от 0,25 до 0,5 мм

Рис. 8.3. Растворение и регенерация обломочного кварца на глу- бинно-катагенетической стадии, по И.М. Симановичу, 1975 г. Шлифы, николи +; размеры обломочных зерен от 0,25 до 0,5 мм:

1 — конформно-регенерационная структура, увел. 80; 2 — инкорпорация мелких зерен кварца в обломок кремнистой породы; без анализатора увел. 80; 3 — зона интенсивной микростилолитизации, увел.80; 4 — микростилолитовый контакт двух обломочных зерен, увел. 295; 5 — конформно-регенерационная структура шокшинских кварцито-песчаников; отчетливо видны «рубашки» окислов железа вокруг обломочных зерен, увел. 80; 6 — чередование зонок, обогащенных обломочными слюдами, с интенсивным растворением кварцевых зерен, и зонок с регенерационным кварцевым цементом, увел. 70.

ростками, которые цементируют соседние обломочные зерна (см. рис. 3.3. и 8.3.) Регенерации обычно бывают подвержены обломки более мелких размеров (не испытавшие сильного давления, воздействующего в первую очередь на крупные зерна в случае их плотной упаковки). Но нередко случается так, что одно и то же обломочное зерно одновременно растворяется под давлением с одной стороны и регенерируется — с другой (перпендикулярно к вектору давления). Все это дает основание считать, что растворенная кремнекислота была переотложена тут же, в поровых пространствах. Возможна также межпластовая миграция Si02, наличие которой подтверждает правый нижний фотоснимок (рис. 8.3., см. 6). Там видно, что в слойках, насыщенных слюдами, в щелочной микросреде кварц сильно корродирован и приобрел вторичную лепешковидную форму. А в срединном прослое без глинистого заполнителя (куда выжимались растворы Si02) возник регенерационный кварцевый цемент.

Массовые конформно-регенрационные или инкорпораци- онно-регенерационные структурно-минеральные новообразования принадлежат к числу важных и легко опознаваемых индикаторов глубокого катагенетического преобразования исследуемой породы (см. рис. 8.2.). Однако делать выводы из этого, казалось бы, явного критерия надо с осторожностью, обязательно сверяя их с другими критериями.

Осторожность необходима, прежде всего, там, где мы видим массовую регенерацию обломочных зерен без признаков их растворения под давлением. Известны, например, описанные В.И. Муравьевым (1983) случаи возникновения регенерационных кварцевых цементов без достаточного уплотнения породы на стадиях начального катагенеза и иногда даже диагенеза (рис. 8.4.). Это объясняется тем, что для массовой регенерации необходимы два главных условия: достаточное количество «зародышей» (в данном случае — кластогенных кварцевых частиц) и перенасыщенность кремнеземом растворов, заполнивших по- ровые промежутки между ними. И если оба эти условия будут обеспечены до наступления глубинно-катагенетической стадии, регенерация кварца будет ей предшествовать. А обеспечивают-

Зональная кайма регенерационного кварца в цементе песчаника из прослоя внутри мезозойской глауконито-кремнистой формации на Русской плите, по В.И. Муравьеву (1983)

Рис. 8.4. Зональная кайма регенерационного кварца в цементе песчаника из прослоя внутри мезозойской глауконито-кремнистой формации на Русской плите, по В.И. Муравьеву (1983).

Вверху — фотоснимок в растровом электронном микроскопе, внизу — то же в микроскопе поляризационном. Заметно нарастание слоя аутигенного кварца над тончайшей пленкой глобулярного опала на поверхности кварцевого песчаного зерна.

ся они в изначально насыщенных кремнеземом отложениях, таких, например, как толщи трепелов и опок с подчиненными им глинистыми и песчаными прослоями в составе платформенного осадочного чехла. В данном случае вода, проникшая в поры песчаных отложений через соседние слои трепелов и опок, насыщалась достаточным количеством «строительного материала», необходимого для массового формирования регенерационных кварцевых оторочек на самых ранних этапах литогенеза.

Другим источником Si02, способствующим регенерации терригенного кварца на стадии среднего (но не позднего) катагенеза, могут быть массовые трансформации монтмориллонита в гидрослюду в чередующихся с песчаниками пластах глинистых пород (см. в главе 5).

Пессимистическое, с первого взгляда, заключение о «сквозном» прохождении через стадии диагенеза и катагенеза явлений регенерации обломочного кварца, вовсе не умаляет значения наблюдений за этим явлением в ходе стадиальных исследований. Во-первых, прибегнув к электронно-микроскопическим наблюдениям, можно обнаружить признаки отличия ди- агенетических регенерационных каемок кварца от более поздних образований. Во-вторых, оценить время начала регенерации помогают наблюдения над комплексом стадиальных изменений других минеральных компонентов.

Сравнивая регенерационный цемент ранних и поздних стадий литогенеза, В.И. Муравьев (1983) заметил, что в первом из них между кварцевым зерном и окружающей его оторочкой видна четкая световая полоска Бекке при выключенном анализаторе поляризационного микроскопа. Казалось бы, так не должно быть, потому что данная полоска появляется на границе двух сред с разными показателями преломления. И ее не видно на границах между регенерационным и обломочным кварцем в породах, измененных при глубоком катагенезе (см. рис. 8.3.). Но здесь, напротив, при максимальном увеличении обнаружилась не только яркая полоска, но и ее раздвоение при поднятии тубуса на две полоски, смещаемые в противоположных направлениях (одна в сторону обломка, другая — к периферии каемки). Это явление можно было объяснить только тем, что между обломками и каймой заключено какое-то вещество с очень низким показателем преломления. Таким веществом, как показали электронно-микроскопические наблюдения, оказался опал, имеющий ясно выраженную глобулярную колломорфную структуру (см. рис. 8.4.). Он образует внутреннюю часть пленки, а по направлению к внешней стороне сменяется кристалликами кристобалита. На последний нарастает аутигенный кварц с сохранением оптической ориентировки обломочного зерна. Таким образом, здесь проявлен «эффект дальнодействия» кристаллической структуры ядра на новообразованную часть кристалла (Симанович, 1978, с. 44).

В катагенетически измененных песчаных породах внутренняя граница кварцевых регенерационных каемок выглядит иначе. Она прослеживается в шлифах цепочками микроскопических включений минералообразующей среды (при небольших увеличениях в виде точек или штриховатых непрозрачных пятнышек). Включения эти диагностируются при предельном увеличении оптического микроскопа по значительно меньшему по сравнению с кварцем показателю преломления. Обломочное зерно от аутигенного кварца часто отделяется каймой, состоящей из однородных минеральных включений. Они, например, в шокшин- ских кварцитопесчаниках протерозоя Карелии были представлены оксидами железа и глинистыми минералами (рис. 8.3, см. 5). Включений между обломочным ядром и регенерационной каймой может и не быть, и тогда обломочные контуры регенерированных кварцевых зерен неразличимы с помощью поляризационного микроскопа.

Помимо вышеописанных типоморфных признаков, еще большее значение имеет анализ парагенезов постседимента- ционных минеральных и структурных новообразований. Парагенез структур гравитационной коррозии обломочных зерен и регенерации кварца служит достаточно надежным признаком по- зднекатагенетического генезиса последнего.

Преобразования кварца еще более информативны для выделения границы между катагенетической и послекатагенети- ческой стадиями. Термальная аномалия, характеризующая метагенез (начальный метаморфизм), порождает необратимые изменения в кварце, при которых исчезает большинство признаков, приобретенных этим минералом на предыдущих стадиях катагенеза. Прежде всего, у кварца кластогенного вместе с аутигенным появляются явные признаки пластической деформации и начальной рекристализационный бластез, наложенный на позднекатагенетические конформно-регенерациронные структуры и распространенный как на обломочный, так и на аутигенный кварц.

Бластез кварца относительно легко выявляется даже при средних увеличениях обычного поляризационного микроскопа (см. рис. 3.7.). Он на начальных этапах метагенеза затрагивает в основном периферические участки обломочных зерен и регенерационные кварцевые каемки. Сущность процесса сводится к бластическому замещению кварца кварцем, осуществляющемуся в результате движения границ зерен (Симанович, 1978, с. 68). Это можно увидеть при скрещении николей (рис. 8.5.). В таком случае граница между минеральными агрегатами, имеющими вследствие разных оптических ориентировок разную тональность интерференционной серой окраски, далеко не везде совпадает с изначальными (конформными и инкорпорационно-регенераци- онными) контурами раздела песчаных зерен, хорошо заметными при выключенном анализаторе. Происходит частичный переход оптической ориентировки из одного кварцевого зерна в другое, соседнее зерно, совершающийся иногда даже через более раннюю регенерационную кайму между ними. При попеременном включении и выключении анализатора представляется, что отдельные кварцевые ядра как бы увеличиваются в размерах, поглощая часть площади своего соседа, которая приобретает одинаковую с этим ядром оптическую ориентировку, «погасая» и «просветляясь» вместе с ним по мере вращения столика микроскопа. Причем, если на границах между изначальными зернами были пузырьки жидкости или же мельчайшие примазки глинистого вещества, то они совершенно не препятствуют диффузной миграции границ в процессе рекристаллизации кварца.

И.М. Симанович подчеркивает, что для подобного перемещения границ минерала требуется энергия активации. Причиной их движения являются внутренние напряжения в зернах кварца или внешние приложенные напряжения (стресс), или стремление к уменьшению свободной энергии самих границ зерен. «В метагенетически измененных кварцитопесчаниках обычно наблюдается лишь редкое осложнение эпигенетических структур рекристаллизационными контактами. С повышением температуры начинает двигаться большая часть границ кварцевых зерен; миграция их происходит гораздо глубже — иногда соседние зерна целиком поглощаются мигрирующей границей. Так формируются гранобластические (гранобластовые) структуры...» (Симанович, 1978, с. 70). А в динамически активных зонах метагенеза рекристаллизационные контакты бывают осложнены грануляцией — развитием на участках контакта разноориентированных мельчайших кварцевых индивидов, угасающих в «шахматном порядке». Такие структуры рекристаллизационно- грануляционного бластеза отличны от упоминавшихся выше ин- корпорационных катагенетических структур кажущейся «не- разъемностью» контактирующих агрегатов зерен в первом случае. Такой же процесс наложения кристаллобластеза на более ранние конформно-регенерационные структуры при зеленос-

Начальнобластические микроструктуры кварца песчаных пород и сопутствующие им новообразования стадии метагенеза. По И.М. Симановичу (1975). Шлифы, николи +

Рис. 8.5. Начальнобластические микроструктуры кварца песчаных пород и сопутствующие им новообразования стадии метагенеза. По И.М. Симановичу (1975). Шлифы, николи +:

1 — трещинки хрупкой деформации зерен кварца, увел. 70; 22 — полоски Бёма, увел. 180; 3 и 4 — рекристаллизационно-бластическое замещение кварца кварцем (миграция границы), увел. 180; 5 — то же, увел. 80; 6 — почти полнобластическая структура породы, увел. 80.

ланцевом метаморфизме докембрийских кварцито-песчаников, со ссылкой на метод выявления бластеза по И.М. Симановичу, продемонстрировал автор (Япаскурт, 1976).

Помимо структур бластеза, признаком наложения стадии метагенеза являются: пластическая деформация, структуры дифференциального скольжения и начало «метаморфизма» (самоочищения) терригенного кварца.

Полоски Бёма являются одним из легко наблюдаемых явлений пластической деформации. Это плоскости, ограничивающие деформационные пластинки в кварце, переполненные мельчайшими жидкими включениями, из-за чего они имеют вид бурых нитевидных образований и при малых увеличениях напоминают трещинки спайности, но, как правило, они имеют слегка изогнутые контуры (см. рис. 8.5, см. 2; рис. 8.6).

Важно напомнить, что само по себе обнаружение полосок Бёма внутри обломочного зерна еще не свидетельствует о глу-

Полоски Бёма в кварце на стадии метагенеза

Рис. 8.6. Полоски Бёма в кварце на стадии метагенеза.

По И.М. Симановичу (1975). Шлифы, николи +:

1 — общий вид, увел. 80; 2 — структура полосок, обусловленная цепочками пузырьков жидкости, увел. 800; 3 — искривленные, ветвящиеся, деформационные пластинки, увел. 300; 4 — соотношение деформационного плас- тинкования в обломочном зерне и его регенерационной кайме, доказывающее возникновение полосок Бёма in situ, увел. 80.

боких динамотермальных преобразованиях всей породы в целом. Зерно может быть переотложено из более древней, претерпевшей начальный метаморфизм породы. Важно, чтобы эти полоски пересекали регенерационные каймы кварца (рис. 8.6., см. 4) — тогда уже ясно, что они вторичны, так как возникли на более поздней стадии интенсивных преобразований в породе.

Формирование полосок — важный шаг к самоочищению кварца от имевшихся в нем примесей и дефектов (метаморфизма кварца, по И.М. Симановичу). Они полностью удаляются на этапе зеленосланцевого метаморфизма. При еще более глубоком метаморфизме вместо них в «чистом» кварце появляются совершенно новые включения.

Совсем недавно И.М. Симанович объяснил процессом ме- таморфогенного самоочищения кварца механизм концентрации золота в цементе позднеархейских конгломератов месторождения Витватерсранд (ЮАР). По его данным, исходной питающей провинцией этого СБ были раннеархейские зеленосланцевые толщи с обильными кварцевыми золотоносными жилами гидротермального генезиса. Последние образовали гальки, освободившиеся от металлических примесей в процессе их метаморфизма.

Итог: кварц — минерал свидетель многих условий седи- ментогенеза и стадийности литогенеза. Регенерационные и бластические преобразования кварца дают важную информацию о конечных этапах катагенеза и о переходе к более напряженным термобарическим условиям стадии, выделяемой многими литологами под названием метагенеза, а нами — относимой к началу метаморфических изменений осадочной породы (см. в главе 10).

Кратко рассмотренные нами стадиальные преобразования кварца представляют интерес не только применительно к познанию этапности процессов литогенеза. Полезно знать, до какой степени измененности этого минерала возможно использование его типоморфных признаков для палеогеографических построений.

Кроме того, рассмотрев седиментогенные и постседимен- тогенные изменения аллотигенного кварца и этапность формирования его аутигенного собрата, мы можем вернуться к диагностическим признакам этого минерала для случаев его заимствования не непосредственно из магматических, жильных или глубокометаморфизованных пород, но для случаев переотложения кварца из более древних осадочных формаций. Если эти формации не претерпевали стадий метагенеза или зеленосланцевого метаморфизма, то их кварц сохранит в основных чертах типоморфизм от его «прародителей», т.е. пород не осадочных. Кварц не утратит эти признаки (за исключением дымчатости и отдельных включений) при многократном прохождении через осадочные циклы: от мобилизации к катагенезу, снова к мобилизации и т.д. Именно так формируются кварцевые пески мезозоя и кайнозоя на Русской плите. Первоисточниками их кварца служат породы докембрия Балтийского и Украинского щитов (гранито-гнейсы, различные кристаллические сланцы, мигматиты, пегматиты и кварцевые жилы). Их кварц приобретает при многократном рециклинге совершенство сферической формы своих зерен.

Одноактный перенос, даже на очень большие расстояния от изначально кристаллически-зернистых пород, идеальносферическую форму песчаным частицам не обеспечивает. Это доказано наблюдениями и над современными осадками в устьях крупнейших рек — Миссисипи и Лены, где окатанность кварцевых (и полевошпатовых тоже) частичек не из осадочных пород далека от совершенства. Это же выявлено экспериментами ли- толога П. Кюнена (Р. Киепеп) в середине XX в. В замкнутом по окружности желобе он моделировал абразию зерен кварца в водном потоке. Выяснилось, что первичное округление зерен (всего 1-2%) достигается на первых сотнях километров. А в дальнейшем, в особенности для зерен фракций 0,25-0,5 мм и 0,1-0,25 мм, абразия кварца в водном потоке становится незначительной (0,1% на 10 000 км для средних полуокатанных зерен). А эоловая абразия, также смоделированная в воздуходувных системах, приводит к потере веса песчинок в 100-1000 раз большей, чем при их водной транспортировке. В результате их соударений совместно с частичным химическим растворением при эоловом процессе песчинки обретают «матовую» поверхность, которая в сканирующем электронном микроскопе напоминает кратерную морфологию лунного ландшафта.

Интересные экспериментальные исследования поведения обломочного кварца при механическом и химическом разрушении были тогда же проведены в ГИН АН СССР сотрудниками лаборатории геоминералогии М.Я. Кацем совместно с И.М. Сима- новичем. Ими было установлено, что при разрушении кварца в лабораторных условиях в первую очередь уничтожались его зерна со включениями, вследствие чего изменялись плотностные свойства осадка — они приближались к свойствам оптически чистого минерала (свободные от включений зерна легче прочих). Это явление исследователи назвали «вызреванием» обломочного кварца.

Итак, седиментогенный кварц, заимствованный не из кристаллических пород, а из более древних кварцевых же обломочных пород, характеризуется признаками своего вызревания и, в большинстве своем, хорошей окатанностью.

И есть еще один признак, надежно доказывающий осадочный источник мобилизованного кварцевого зерна: это если внутри его мы увидим под микроскопом остатки регенерационной каемки. Только в данном случае надо обязательно убедиться в том, что эта каемка не внутрипородная вторичная, а давняя, срезанная внешней поверхностью контура обломочного зерна на этапах денудации кварцевых песчаников и транспортировки их бывших зерен в конечный бассейн стока.

Таким образом, аллотигенный и аутигенный кварц, взаимо- дополняя друг друга своими типоморфными признаками, являются ценными свидетелями стадийности и эволюции осадочного процесса.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>