Литология. Составные части осадочных пород (ОП) Все породные компоненты оп делятся на 2 большие группы I. Аллотигенные
 Скачать 0.77 Mb.
|
|
Происхождение фосфоритов Никто точно не знает. Вопрос открыт. Это связано с трудностями применения сравнительно-литологического метода. Большая часть фосфоритовых бассейнов прошлого связана с внутренними и краевыми морями. Их современные аналоги или неизвестны, или не изучены. В 30-е года 20-го века была выдвинута физико-химическая гипотеза фосфатогенеза: Глубокие воды Мирового океана характеризуются высоким парциальным давлением CO2 и существенно обогащены растворенным фосфатом. Воды шельфа с низким парциальным давлением CO2 и фосфата. Донные холодные течения выносят массу фосфорита и CO2 в прибрежные шельфовые районы. Диффузия и удаления CO2 в условиях теплого мелководья создает эффект пересыщения фосфатами. И они химически осаждаются. На глубине 100 –150 метров образуются фосфориты и связанные с ними карбонаты. В ходе новых исследований было установлено: Вода Мирового океана содержит в среднем около 62 г/л фосфора и резко надосыщена апатитом. И как следствие осаждение из неё фосфата невозможно. Скорость удаления CO2 весьма низкая из-за чего фосфориты образовывались бы миллиарды лет. Количество фосфора в глубинных водах от 25 до 75 мг/л, что противоречит гипотезе Казакова, по которой содержание фосфора 130-160 мг/л. В конце 20-го века выдвинули биогенно-диагенетическую гипотезу: Главный источник фосфора – континенты. Вскрытые эрозией магматические горные породы мантии и гранитной оболочки в пределах континентов являются самыми продуктивными поставщиками фосфора в моря и океаны. Интенсивность выноса с того или иного участка зависит от состава эродируемых площадей. Чем большую роль играют фосфатсодержащие породы мантии, тем больше P2O5 мигрирует и как следствие выше содержание фосфата в водах рек. Изменение соотношения кислых, ультраосновных и щелочных пород во времени приводит к пульсационному поступлению P2O5 в моря. В результате возникают эпохи фосфатогенеза. Весь фосфор магматических пород в виде фторапатита. Гипергенный круговорот фосфора направлен на преобразование магматогенного апатита в колллойдно-дисперсные минералы: курскит и конкалит. Установлено что в кислой и слабокислой среде фосфаты не устойчивы и легко переходят в раствор, а в щелочной идут в осадок. Во влажном гумидном климате с преобладающей наземной растительностью возникает кислая среда. В ней апатит переходит в раствор и попадает в ручьи и реки. В жарком аридном климате формируется щелочная среда, которая способствует устойчивости апатита. Растворенный фосфор тесно связан с жизнедеятельностью планктона, который концентрирует в себе азот и фосфор. Фосфор вовлекается в биологический цикл и со временем опускается на дно. Скопления фитопланктона тяготеет к мелководью, где происходит разделение органического и фосфатного вещества. Коллоидные свойства фосфатов проявляются в образовании микростяжений и микроконкреций. Волнения и волноприбойные явления способствуют окатыванию, переотложению и дроблению конкреций. Фосфаты могут растворятся, а при усиленном воздействии морской воды формируют желваки и плиты. Фосфориты — это породы от светло-серой до бурой окраски. Структура псефитовая или псефитоморфная. Текстура желваковая. Прочные и твердые. При ударе друг об друга дают запах жженой кости, волос, шерсти. По минеральному составу разнообразны. Минеральный состав изучают под микроскопом: кварц, глауконит, карбонаты, полевые шпаты, циркон, рутил, ильменит с фосфатным цементом. Фосфориты часто радиоактивны. При изучении пластов замеряют радиоактивный фон. Каустобиолиты Каустобиолиты – это горючие породы органического происхождения, продукты преобразования остатков растительного, реже животного происхождения под действие геологических факторов. По условиям образования делятся на: -угольный ряд -нефтяной ряд Органогенный породы делятся на: -каустобиолиты (горят) -акаустобиолиты (не горят) Уголь – это твердая, горючая порода, образованная из растительного материала и содержащая не менее 50% органического остатка. Составляющие угля: -форменные элементы -ингредиенты -основная масса (цемент) Форменные элементы – это более или менее сохранившиеся остатки растений и животных. Чаще всего это споры, пыльца, кутикула и другие растительные ткани, водоросли и остатки животных, грибов. Споры – это одноклеточные образования характерные для низших растений (моховидные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные), служащие для бесполого размножения и распространения. Размер спор 0,1 - 0.2 мм. По форме округлые, тетраэдрические, в поперечном сечении матрешковидные. Закономерность: чем древнее споры, тем они меньше. Кутикула – растительная ткань, формирующая покровы побегов и листьев. В угле представлена желтоватым прочным органическим веществом. Ингредиенты – это образования, которые частично или полностью утратили свое первичное строение. Это фюзен, витрен, кларен, дюрен, нитрен, ксилен. Фюзен – это мягкое вещество похожее на древесный уголь, пачкает руки, сохраняет клеточное строение, но клетки деформированы и заполнены аутигенными минералами. Кларен – это сложный ингредиент угля, яркий, блестящий, сложен компонентами с высокой отражающей способностью. Нитрен – это стекловатые, нежно блестящие образования, без форменных элементов, часто с трещинами заполненными новообразованными минералами. Основная масса – это органическое вещество, которое цементирует форменные элементы и ингредиенты. Делится на прозрачную и непрозрачную (черная) части. Химический и минеральный состав угля На основании физических свойств выделяют три вида угля: -бурые угли -каменные угли -антрацит Главные компоненты: углерод, кислород, азот, водород. Азот балансовая часть т.к. при коксовании даст аммиак. Эмпирическая формула угля C100H144O63,6. Углерод аккумулируется в растениях в процессе фотосинтеза (темновая фаза, цикл Кальвина (цикл фиксации углерода). Содержание углерода в бурых углях 67-75%, в каменных 75-90%, в антраците 90-97,5%. Содержание водорода в бурых 6-4,5%, в каменных 4,5 – 4%, в антраците 4-1%. Содержание кислорода в бурых 17,5-35%, в каменных 17,5 – 3,5%, в антраците 3,5-1%. Значительно количество газов: метан 60-98% (образуется при метаморфизме углей), углекислый газ 25% (продукт окисления угля при горении и тлении, легко растворим в болотах и подземных водах; активно влияет на разложение силикатов и алюмосиликатов и может осаждать карбонаты в виде конкреции), сероводород (связан с морским накоплением и торфонакоплением с участием хлоридных и сульфатных кор). Включения: карбонатные конкреции, прослои глин, клипто и зооморфозы, древесина, обломки других пород. Часто встречаются угольные почки – сидеритовые стяжения с отпечатками или обломками углефицированных остатков, почки могут выходить за пределы угольного пласта, формирую плиту. Промышленная классификация углей Учитывают: -узковатость(?) -выход летучих газов -спекаемость -выход воска/дегтя В РФ выделяют:  Процессы углеобразования Первые исследователи полагали, что угли аллохтонны, то есть образовались из принесенных извне растений. Дальнейшие исследования показали, что в первичном накоплении растений участвуют как аллохтонные, так и автохтонные процессы. Признаки алло и автохтонности
Начальная фаза образования – торфонакопление – сложный долгий процесс. За год копится 10 мм торфа, затем при преобразованиях его мощность уменьшается в 10 раз. Таким образом, скорость накопления 1 мм в год. Стадия торфонакопления это субаэральный диагенез, а углеобразования катагенез. Стадия торфообразования включает все явления, которые происходят сейчас и происходили в прошлом. Поступившая растительная масса испытывает действие: -тления -гумификации -битуминизации
Тление – это разложение материала во влажной среде с доступом кислорода. В этом случае в болоте идет процесс горения с выделение тепла. Это способствует развитию термофильных бактерий. Наиболее стойкие части биомассы сохраняются, а менее стойкие превращаются в минеральное вещество. Гумификация – это биохимическое разложение высших растений с образование гуминовых кислот, которые образуют гуминовое вещество. В результате образуются торф и гумус богатые углеродом, бедные водородом, перегной и сапропелевый торф. В образовании торфа активное участи принимают микроорганизмы (например, термофильные бактерии). Битуминизация – это разложение водорослей с образованием жирных кислот, битума и сапропеля. Сапропель – это совокупность неразложившихся полностью остатков низших растений и животных с примесью минерального вещества и коллоидной органической массы. Сапроколлы (сапроколлиты) – это сапропель, прошедший через стадию коллоида и не содержащий остатков живности. Возникают в болотах и озерах, без доступа кислорода при pH более 7. Стадия углеобразования начинается, когда торфяные залежи оказываются захоронены под осадком. Погружаясь в глубины стратисферы торы испытывает действие высоких температур и давления. Изменяется его плотность и проницаемость – уголь водонепроницаем (свойства породы покрышки). В торфе 85-90% воды, при его изменении происходит обезвоживание и дегазация. Карбонатные ГП Карбонатные ГП – это породы, содержащие более 50% карбонатного вещества (минералов). Карбонатные минералы: кальцит, доломит, арагонит, анкерит, Fe-Mg карбонаты. Примеси: глинистые и обломочные частицы, сульфиды, битумы, захороненное органическое вещество. Организмы: кокколитофориды (одноклеточные планктонные водоросли), мшанки, фораминиферы, кораллы, известковые водоросли. Источники материала: породы любого генезиса, которые подверглись выветриванию. Накопление карбонатного материала в виде обломков, химическое и биохимическое осаждение. Хемогенное – испарение подземных вод, насыщенных бикарбонатами, при выходе на поверхность или при просачивании в карстовых полостях→ образование известковых туфов (пористые отложения горячих источников), травертин (легкая, твердая разновидность известковых туфов), сталактиты, сталагмиты. При широком площадном просачивании известковых вод на поверхность под действием капиллярных сил образуются каличе (горизонт вторичной аккумуляции карбоната кальция вблизи от поверхности каменистых почв в засушливых или полузасушливых районах) и калькреты (более твердая порода). Химическому осаждению способствует аридный климат. Так происходит образование криптокристаллических карбонатных пород: криптогенные известняки, оолитовые известняки, мергели, доломиты. Криптогенные известняки – карбонатные ГП, структура которых не позволяет определить их генезис. Для них характерно тонко-параллельные слоистые текстуры, трещины усыхания, водорослевые узоры, комковатые структуры. Наличие гипса и ангидрита в таких ГП указывает на формирование в мелких соленых водоемах в аридном климате. Биогенное – преобладают – накопление карбонатов в скелетах организмов, после отмирания которых карбонаты поступают в осадок. Благоприятные условия: теплый климат, обилие необходимых организмам веществ, чистая вода, оптимальный газовый режим в частности малые количества углекислоты, слабая минерализация, повышенные температуры воды. Наиболее распространённые биогенные породы: мел, ракушняковые известняки, водорослевые известняки. В условиях прибрежно-морских фаций в зона активной гидродинамики копятся ракушняки, обломочные и органогенно-обломочные известняки. В условиях спокойной гидродинамики – оолитовые известняки, доломиты, комковато-сгустковые известняки. Большую роль в их формировании играют известковые водоросли. В пределах шельфа – коралловые известняки, водорослевые известняки и ракушняки. В батиали – органогенные известняки, илы. В абиссали – фораминиферовые и кокколитофоритовые известняки. Диагенез карбонатов Диагенез карбонатных осадков сложное, многокомпонентное явление: перекристаллизация карбонатных минералов. Появление аутигенных минералов, уплотнение карбонатных илов. Диагенетические изменения рифовых построек: цементация – растворение и переотложение карбонатов в подводных условиях с пониженными температурами. Цемент – игольчатые агрегаты кальцита, арагонита накапливаются на поверхности остатков. Водорослевый арагонит переходит в кальцит. Образовавшиеся ГП подвергается появлению стилолитовых швов, доломитизации, сульфитизации и битуминизации. Стилотизация – растворение пород под давлением, в результате мощность может уменьшится на 5-40%. Это явление вызывает значительную мобилизацию карбонатов и флюидов в окружающее пространство. Процесс проявляется в виде стелолитовых швов, которые в разрезе напоминают ряд зубов завропод. Сульфитизация – пятнистая минерализация карбонатов гипсом и ангидритом. Внутренняя часть пятен содержит крупные зерна сульфатов, внешняя крупные зерна кальцита и доломита. Классификация карбонатных пород Условно на 4 классификации: Вещественная – базируется на относительном содержание в породе кальцита, доломита, терригена. По структуре пустотного пространства – основана на разделении пород по преобладающему типу проводящей системы. Существует классификация по поровому и каверновому типу: каверновые, каверново-поровые, трещиновато-каверновые, трещинно-поровые, трещиноватые. Генетическая – на три типа: органогенные, хемогенные, обломогенные + криптогенные (не понятно откуда) + ксеногенные (известь выделяется в ГП другого состава). Структурно-генетическая (по Фолку): Аллохема (оформленные компоненты), спарит, микрит. Аллохемы делятся на интракласты, оолиты, пеллеты и биокласты. Аллохемы – дискретные (связанные) карбонатные агрегаты, которые образуют каркас известняков. Интракласты – от песчаной до гравийной размерности Оолиты – округлые образования Биокласты – скелетные фрагменты любых организмов. Пеллеты – комочки карбонатного состава хемогенного или биохимического генезиса. Спарит – мелко зерновой компонент известняков, образует кристаллы более 0,001 мм, чаще всего кальцитового состава. Микрит – тонкокристаллический матрикс известняков меньше 0,001, за счет химического осаждения карбонатного материала. По соотношению спарита, микрита и аллохем выделяются:
 Методы изучения Оптико-минералогический (шлифы) с использованием метода окрашивания. Термический анализ, лимнический(?) анализ. Применение Производство цемента, извести, доломит для стройки, известкование почв, подкорка для животных, стекольное дело, производство бумаги, облицовка. Самая распространенная ГП – 1) известняк (кальцит, арагонит, примесь обломочного и глинистого материала, органического вещества), его разновидность мел – слабо сцементированная белая ГП, состоящая из остатков кокколитофорид, фораминифер, зернистого и порошкообразного кальцита. При наличии в известняке 50-70% глинистых минералов порода называется – глинисто карбонатной или мергелем. 2) доломит (доломит, кальцит, гипс, ангидрит, глинистая примесь) 3) гаша – рыхлая порошкообразная порода, структура разнообразная, текстура массивная, кавернозная. Факторы и типы литогенеза Факторы литогенеза: пластовая температура литостатическое и боковое давление концентрация растворенных компонентов в пластовых и поровых водах Основные параметры: температура, давление и пористость зависят от глубины. Чем глубже, тем выше пластовая температура, давление и концентрация солей в воде пор. В некоторых случаях эти зависимости достаточно сложные т.к. связаны со скоростью погружения, наличием\отсутствием бокового давления, литологическим составом пород и гидродинамики. Распределение температур в разрезе осадочных горных пород зависят от: тектонического режима региона литологического состава И в общем случае распределяется следующим образом: в самом верху разреза слой, где температура меняется в зависимости от сезона ниже (с 25 м) слой с постоянной температурой, которая примерно равна температуре в данном районе еще ниже температура растет по геотермической ступени и геотермическому градиенту Геостатическое и гидростатическое давления Стадии катагенеза свойственны высокое геостатическое и гидростатическое давления. Геостатическое давление можно примерно оценить по величине объемной плотности осадочных горных пород, что составляет примерно 200 атмосфер на глубине 1 км. Геостатическое давлениы вызывает отжим седиментационных вод из уплотняющихся отложений. В случае захоронения морской воды такие воды называют – талассогенными. Их отжим приводит илизионному режиму фильтрации вод т.е. направленной вверх. При высоких температурах к талассогенным водам добавляются возрожденные воды; вместе они образуют петрогенные воды. Гидростатическое давление определяется весом столба воды без учета солености; на глубине 1 км равно 100 атмосфер. Режим подземных вод в катагенезе Процесс катагенеза связан с режимом подземных вод. В массивных ОПГ два режима: гравитационный (гидростатический) геостатический (иллизионный) Движущей силой гравитационного является гидростатический напор, возникающий в результате разницы уровней водоносных горизонтов и разной плотности подземных вод. Причина иллизионного режима: напор, возникающий при отжиме растворов из уплотненных пород. Для иллизионного режима характерна стадийность, где на первых стадиях при относительно небольших погружениях отжимаются соленые талассогенные воды, а глубже пресные петрогенные, которые связаны с катагенетическими преобразованиями монтмориллонита в гидрослюду. Стадии катагенеза Литологи стадию катагенеза делят на раннюю\начальную и позднюю\глубинную. Нефтяники используют дробную шкалу, которая основанную на величине отражательной способности органического вещества резко изменяющейся при повышении температуры: протокатагенез мезокатагенез апкатагенез Некоторые выделяют стадию метагенеза пограничную между катагенезом и метаморфизмом. Предполагают, что на стадии раннего катагенеза идут процессы схожие с химическим выветриванием. Условия раннего катагенеза аналогичны влажным тропикам с температурой 30-70 грудусов, высокой влажности, высокой пористостью до 50%. Интенсивно идет глинизация ПШ и других силикатов. На ранних стадиях катагенеза в песчаниках может быть каолинит. Он способствует повышению кислотности среды, что может вызвать растворение и изменение ряда акцессорных минералов. На ранней стадии разложения глины превращаются в аргиллиты увеличивается содержание слюдистого компонента и уменьшается количество железа в глауконитах, растет магнезиальность в хлоритах, исчезает шамозит и начинает исчезать каолинит. Стадия метагенеза не имеет ярких особенностей. Сочетает черты катагенеза и метаморфизма. Катагенез погружения В настоящее время учение о катагенезе развивается и было установлено, что стадийный катагенез погружения встречаются в толщах, не испытывавших стресс. В этих условиях по мере погружения толщ в зону более высоких температур сохраняется примерно равное лито и флюидальное давления. Это важно т.к. препятствует осуществлению метаморфических преобразований, связанных с дегидратацией. В последние годы установлена зависимость катагенетических изменений песчаных пород от геодинамической обстановки седиментации. В мощных граувакковых толщах отлагающихся по окраинам континентов даже при погружении на глубину значительных минеральных и породных компонентов не происходит. Во флишойдах, которые по формационному облику похожи на отложения пассивных континентальных окраин при наличии вулканогенного материала идет формирование новообразованных минералов, например, цеолитов. Рассольный катагенез По мимо катагенеза погружения существует рассольный катагенез, который порожден движением эвапоритовых рассолов с горными породами, которые они встречают по пути. Седиментогенные рассолы – рапа бассейна в котором происходило или происходит соленакопление. Даже если соль еще накапливается т.е. солеродный бассейн не перекрыт осадком тяжелая наддонная материнская рапа некоторое время может фильтроваться через дно бассейна и реагировать с подстилающими породами. Струйное проникновение тяжелых рассолов в среду более легких соленых подземных вод карбонатных отложений, лежащих ниже эвопоритового водоема, направленно на выдавливание минерализованных вод наверх. Оно сопровождается формированием конуса растекания на контактах со слабо проницаемыми блоками и приводит к концентрации рассола во впадинах подводного рельефа. Рассолы выщелачивания (настоящий рассол) – образуются путем растворения пород эвапоритовых толщ пресными водами или талассогенными с нормальной солёностью. По мимо разницы в минеральном составе рассолы отличаются по направлению движения: настоящие рассолы только вниз, рапа движется вбок\латеральное распространение. При рассольном катагенезе идет формирование различных аутигенных минералов. Глиноземистые ГП К аллитам=боксит=латерит относятся ОГП, которые содержат более 50% глинозема (бёмит, гиббсит); обычно красные, бурые, вишневые, белые, серые, зеленовато-серые. Руда на Al – ценнее всего светлые бокситы, из которых в катагенезе были вынесены гидроксиды железа. По минеральному составу это ГП не классифицируются. Основные минералы: Al2O3 * nH2O – алюмогель гиббсит бёмит диаспор В метасоматических разностях может быть корунд. Структуры разнообразны и визуально делятся: визуально незернистые – пелитоморфные, безструктурные, в шлифах скрытозернистые часто с трещинами, что рассматривается как стадия структуризации вещества. При относительно округлой форме зерен структура микрокомковатая или глобулярная. В последнем случае более четкие границы. Бокситы, развитые по МГП могут сохранять с себе структуру материнских пород в виде общих очертаний. визуально зернистые – яснозернистые. Все микроструктуры, описанные выше, но размеры обломков больше 0,05 мм, максимум 5 мм. Сферические агрегаты бокситов – наиболее распространены. Размер округлых комков: 0,05 – 2 мм – псаммиты 2 – 5 мм – изолиты 5 – 10 мм бобовины 10 мм и более – конкреции\желваки Данная структура подразумевает внутренние концентрические слоистые текстуры внутри всех оолитов. Обломочные бокситы представлены различными гранулометрическими классами: песчаными, гравийно-дресвяными, галечно-глыбово-валунными структурами; сортированные\несортированные, разнозернистые\мусорные. По происхождению: иллювиальные седиментационные матаморфогенные +см. пример описания боксита в блокноте стр.18-20. Кремнистые ОГП. часть 1 Кремнистые ОГП – это ГП, сложенные очень тонким минеральными агрегатами свободного или водного кремнезема в количестве более 50%. Синоним – кремниевые ГП. Распространены в отложениях всех геологических эпох. Наиболее широко развиты в районах вулканических проявлений и совпадают с ними по времени. Отложение кремнистых пород происходит и сейчас в континентальных и морских условиях (в морях их больше всего). Морские кремнистые отложения широко развиты среди нижнего и среднего палеозоя на Урале, в Казахстане, Средней Азии. Верхний палеозой, мезозой, кайнозой на Кавказе. Забайкалье, Дальнем Востоке и Сахалине. В меньшей степени маломощные континентальные кремнистые осадки в пресноводных водоемах (Карелия, Армения, Зап. Сибирь, Чукотка. Три источника свободной кремнекислоты, поступающей в бассейны осадконакопления: размытие суши вулканическая деятельность кремнийсодержащие (кремнистые) скелеты некоторых организмов Организмы играют двоякую роль: расщепляют алюмосиликаты высвобождают кремнекислоты и «отправляют» её в осадок Большое количество кремния поступает в бассейны осадконакопления с суши. Основная масса минералов с кремнием приходится на области влажного топического климата, который благоприятен для процессов интенсивного химического выветривания. В области размытия кристаллических пород поверхность воды так же иногда значительно обогащаются кремнием. Формы переноса кремния в бассейны осадконакопления: растворенный в ионном/молекулярном виде в виде коллоида (агрегатный перенос) адсорбционный перенос – перенос на поверхности частиц соединений Fe, Al, Ca, Mg. стабильный перенос – перенос в виде взвеси обломков\детрита перенос в форме кремне-органических соединений – гуматов Основную роль в переносе кремния играют истинные растворы и коллоиды. Огромные массы кремния поступают при вулканических извержениях. Кремний, поступающий в морской бассейн с парами и газами в момент извержения в поствулканическую, фумарольно-гидротермальную стадию при взаимодействии потоков лав с морской водой в случае благоприятных условий может выпадать в осадок, образуя мощные толщи. При наземном извержении кремний рассеивается в атмосфере образуя редкие небольшие скопления. Классификация ОГП Предложена в 1929 и выделяет: хемогенные, органогенные, терригенная группа (кварцевые мономинеральные песчаники на кремнистом цементе. 1940г. Пустовалов – в основе минеральный состав: опаломиты, халцедонолиты, кварц-халцедонолиты. Сейчас применяется классификация от Гушкинского, Теодоровича и Швецова. В основе у Гушинского лежат форма нахождения в природе, микроструктуры, мин. состав; у Теодоровича – структура и мин. состав; у Швецова мин. состав и условия образования. Признаки для составления классификаций можно установить однозначно: Форма залегания в природе Минеральный состав Текстурно-структурные особенности При определении генезиса кремнистых пород обращают внимание на: Происхождение кремнистого вещества в земной коре Источник кремнистого вещества и его способ переноса в бассейн осадконакопления Процессы, способствующие переносу кремнистого вещества в осадок Первичность и вторичность кремнистого вещества Условия накопления Текстуры ОКП Наиболее распространенные: (I) микрослоистые, ленточные, горизонтально слоистые, не слоистые. Горизонтальная слоистость обусловлена: Прослоями, обогащенными пиритом, лимонитом, гематитом, сидеритом Наличием углистых частиц и битумов Скопление скелетов организмов Чередованием прослоев с различной величиной зерен кварца, халцедона и обломков кремнистых пород. При этом примесь легких зерен минералов способствует изменению окраски породы. Наличием прослоев частично или полностью состоящего из посторонних образований Горизонтальная слоистость часто есть в яшмах. Это связано с ритмичным отложение прослоев, обогащенных кремнистыми скелетными остатками, усиленным приносом глинистого или песчаного материала, либо пульсирующим действием гидротермальных и вулканических осадков, в результате которых может усиливаться вынос Fe, Mg и др. II. Подводно-оползневые – редкие – слойки, слагающие подводные оползни с многочисленными трещинками, которые образовались в результате уменьшения объема за счет отделения воды. III. Стилолитовые – наиболее распространены в карбонатах. В кремнистых ГП в яшмах, таниты, спонголиты, которые испытали значительные нагрузки со стороны вышележащих образований. Среди стилолитовых образований различают стилолитовую поверхность, стилолитовые выступы, стилолитовые швы. Стилолитовым выступам свойственны зубчатая, игольчатая, столбчатая или бугорчатая форма. В кремнистых ГП стилолитовые швы могут прорезать породу в разных направлениях. Стенки стилолитовых выступов могуь быть покрыты тонкими бороздками. Собственно, стилолитовые швы заполнены волокнистым халцедоном, фосфатом и др. Разновидности кремнистых пород Диатомиты Трепелы Опоки Таниты Спонгиты Радиоляриты Яшмы и яшмойды Кремниевые конкреции Обломочные силикатные ГП Диатомиты + опаловые кремнистые ГП – состоят не менее чем на 50% из скелетных диатомовых водорослей. Легкие, весьма тонкозернистые и пористые; белые, серые или желтоватые; микрослоистые, массивные. На ощупь нежные, мягкие, растираются между пальцами и липнут к языку. Объемный вес (плотность) 0,4 – 0,85 г/см3, пористость 70-90%. Под микроскопом видны панцири диатомовых водорослей различной сохранности, редкие зерна глауконита, обломки кварца и ПШ, в некоторых разновидностях есть примесь глинистого вещества. Опал однородный, имеет глобулярное строение. Диатомовые водоросли – распространенные планктонные организмы с кремнистым скелетом. Скелет состоит из 2-х створок и различают два его вида: Радиальный – округлая или овальная форма. Разностворковый – створки различной формы с перистой структурой. Представители первой группы наиболее древние, широко развились в позднем мелу (К3), типичная морская и озерная живность; вторые в неогене (N), типично морская живность зон литорали и сублиторали. На рост диатомей положительно влияют абсорбирующие на их поверхности частицы гидроокислов железа и фосфата. Скелет строиться из кремния, который извлечен их воды. Для большинства скелетов характерны многочисленные отверстия, размер и расположение которых у разных видов различается. Водоросли могут развиваться при различных температурах из-за чего живут в разных климатических зонах. В их жизни большую роль играют перемещения водных масс. Интенсивное движение воды в прибрежной зоне поднимает со дна мелкие частицы, которые мешают диатомеям жить. Турбулентные движения воды, перемещающие воды, насыщенные кремнием в вертикальном направлении, что улучшает жизнь диатомей и они растут. Растворимость скелетов диатомей зависит от рН среды, при его увеличении растворение ускоряется. При низких температурах растворимость снижается, а при высоких растет. По условиям образования диатомиты делят на 4 группы: Диатомовые залежи – ассоциируют с отложениями одновозрастного вулканизма – это морские осадки, континентальных озер, эстуариев, прибрежных лагун. Отложения неглубоких озер, которые возникли при отступлении ледника. Отложения торфяных болот и прибрежных заболоченных участков Океанические диатомовые илы По минеральному составу: диатомиты опаловые и диатомиты халцедоно-опаловые. Спонгиты – V-N – редкие, твердые реже рыхлые породы опал-халцедонового состава со скопление спикул губок в количестве более 50%. Могут быть пористыми, массивными. Поры образуются из-за выщелачивания спикул; поры могут быть заполнены халцедоном. Только морского генезиса, не редко мелководного образования. Кремнистые порода. часть 2. Кремневые губки - 1500 разновидностей 20 из которых существуют в пресных водах. Многие распространены в морском мелководье, в зоне прибоя, приливов и отливов на литорали. Отдельные семейства встречаются на больших глубинах. После отмирания скелет губок распадается на спикулы, которые нередко имеют сходство с иглами радиолярий. Спикулы хорошо сохраняются и их можно увидеть в шлифах. Иглы радиолярий – нет. Трепелы и опоки Это породы, сложенные опалом, лишенные органических остатков или содержащие их в малом количестве. Трепел – это очень легкая, тонкопористая, кристобалит-опаловая рыхлая или слабосцементированная ГП. С глобулярной структурой, которая видна только под электронным микроскопом. Биохимического генезиса близкая по облику к диатомитам, но с меньшим количеством и плохой сохранностью кремниевых организмов. Опока- это легкая пористая ГП, кристобалит-опалового состава с примесью халцедона, глинистого вещества, алевритовых частиц, и органических остатков. Характеризуется полураковистым или неровным изломом, что отличает опоки от других кремнистых ГП. Окраска светлая до черного. Трепелы обычно серые. Трепелы и опоки высокопористые (при большом увеличении). Структура опала в этих породах однородная или зернистая. В последнем случае опал – желатиноподобную массу, состоящую из очень мелких одна сотая/одна тысячная мм частиц, угловатые, шаровидные, угловатые. При большом увеличении можно видеть концентрическое строение шаровидных форм. Трепел и опоки могут содержать примеси в виде глинистых минералов, глауконита, терриген, органогенные компоненты. Существуют две гипотезы их образования: биогенная и хемогенная. При сравнении свойств опала в диатомитах, трепелах и опоках отмечается что, показатель преломления опала увеличивается от диатомитов к опокам. Это объясняет появление низкотемпературных форм кристобалита, что соответствует преобразованию опаловых пород в кварц-халцедоновые. Ряд ученых предполагают, что трепел — это преобразованные диатомиты, а опоки преобразованные диатомиты и трепелы. Некоторые говорят, что трепелы и опоки имеют морское происхождение и являются хемогенными. Кремнезем для образования ГП привносится из глубины бассейна, вертикальными течениями. Трепел не является глубоководным так как в нем есть многочисленные остатки организмов из мелководья и мощность отложений в некоторых регионах весьма значительна. Кремнезем для трепела и опок может поступать за счет растворения кремниевых скелетов. Среди опок в условиях гипергенеза увеличивается пористость вплоть до того, что опока может плавать в воде, прилипать к языку, и называется – корцелланит. Может содержать примеси карбонатного и глинозёмистого материала. Визуально ГП похожа на неглазированный фарфор. Радиоляриты Это органогенные ГП, сложенные на 50% и более остатками скелетов радиолярий. Порода твердая плотная, может быть рыхлой и слабосцементированной. Серая, желтая, зеленая или красная. Рыхлая разновидность – по облику напоминают диатомиты – радиоляриевой земли. Радиолярии (лучевики) – известны с кембрия, разнообразны по форме, с многочисленными отверстиями и иголками. Первичный скелет сложен кремнеземом, находящимся в скрытокристаллическом или аморфном виде. Часто их скелеты могут быть замещены другим веществом типа глауконита, гематита, марганца, хлорита. В диагенезе и катагенеза первичная опаловая масса раскристаллизовывается и переходит в кристаллические разновидности кремнезема – халцедон и кварц. А органогенные структуры сохраняются только частично. Поэтому структура радиолярит-органогенная/реликтово-органогенная. Если есть глинистая и алевритовая примесь может быть пелитоморфной и тонкозернистой. Радиолярии были распространены в фанерозое и имеют различные морфологические особенности поэтому используются для стратиграфии различных районов. Радиолярии живут только в море, ведут образ жизни планктона, при солености 22-28 промилле, могут жить на разных глубинах. В ископаемом состоянии из 5 семейств найдено только 2. Яшмы и яшмойды Яшмы – это первично осадочная кремнистая ГП глубоководных областей. В платформенных ГП данные породы не известны. Твердость по Моосу 6-7. На сколе раковистый излом, по краям острый режущий. Залегают пластами/прослоями среди вулканогенно-осадочных толщ, образуя выдержанные пласты на большие расстояния, чаще всего расположены в верхних частях таких разрезов. Предполагают, что первичным источником кремнистого вещества являются вулканические/газовые подводные выделения. Во время фумарольной деятельности вместе с кремнеземом в бассейн в большом количестве попадают железо и марганец, которые обеспечивают яркую и пеструю окраску. Яшмы на 65-98% сложены мелким кварцем 2-4 микрометра. Могут быть примеси глинистых минералов и скелеты организмов с плохой сохранностью. Для разностей, содержащих остатки организмов структура – органогенная\реликтовая органогенная. Яшмы без органики имеют криптокристаллическую структуру, могут быть с брекчевыми структурами. Под электронным микроскопом для яшмы характерно новакулитовая структура – это полнокристаллическая структура кремнистых ГП, образованная кристаллами кварца от 1 до 10 микрон. Как таковая порода новакулит, является мало распространенной кремнистой ГП – серая, белая, плотная, используется как абразив (арканзасский камень). Яшма используется в промышленности для декора и поделок, Чистые разновидности без включений – абразив. К яшмам неправильно относят внешне похожие на них кремнистые ГП не осадочного генезиса – яшмойды, которые являются вторичными силицитами, образованными в результате замещения кремнеземом различных пород при гипергенных, гидротермальных и метаморфических процессах. Яшмойды могут иметь линзообразную или плосковидную форму. Сложены халцедоном, кварцем и остатками первичного вещества. Для них характерна структура замещения, мелкозернистые, крустификационные. Цвета различные. Яшмовидные породы Это ГП объединяют в себе кремнистые сланцы, фтаниты и ледиты. Четких отличий нет. Часто синонимы. Применяют к пластовым осадочным кремнистым породам плотного массивного сложения, кварц-халцедонового состава. Важным отличием от яшм считают темную окраску, связанную с наличием тонко рассеянных битумов и углистого вещества, а также в отличии от указанных разностей яшмы – полнокристаллические образования. Фтониты – светлые, толстоплитчатые породы. Ледиты- черные со смоляным блеском. Термин кремнистые сланцы для кремнистых ГП, обладающих сланцеватой текстурой, связанной с присутствием значительного количества глинистого вещества. При полевых исследованиях относительное соотношение глинистого\кремнистого вещества определяются по толщине пластов в пластовой отдельности, чем больше глинистого материала, тем тоньше и выше сланцеватость в ГП. Среди яшмовидных ГП в районах вулканических проявлений встречаются разности, содержащие примесь пепла – кремнистые туфиты. Кроме этого там встречаются гейзериты – натеки, корки, образованные в местах выхода гидротермальных вод на поверхность. Помимо перечисленных выше силицитов есть группа халцедоновых образований не имеющего прямого отношения к осадочным породам. Они возникают в процессе циркуляции обогащённых кремнеземом растворов по трещинам и пустотам. Осаждаются в виде жеод, жилок, прожилок кремнезёма. Это ониксы, агаты. Обломочные кремнистые ГП Конгломераты, песчаники и алевролиты, состоящие из окатанных обломков кремнистых пород, формируются за счет размыва близких участков суши являются редкими образованиями. Обломки кремнистых ГП могут иметь подчиненное значение. Брекчии кремнистого состава развиты локально. При изучении обломочных кремнистых пород обращают внимание на: принадлежность к брекчиям\конгломератам, различным толщам пород; сингенетические брекчии конгломераты при подводных оползнях; брекчии и конгломераты с местным размывом кремнистых кор выветривания; псевдобрекчии и псевдоконгломераты тектонического и метасоматического замещения. Кремниевые конкреции Это стяжения, округлой, палочковидной, мешковидной, трубчатой формы; сложены опал-халцедонным материалом, предположительно из диагенеаза. Могут быть расположены хаотично, редко с белой оторочкой, которая есть результат неполного замещения в окружающую породу. Внутренняя структура – мелкопятнистая, скрытокристаллическая, на фоне которой могут выделятся отдельные зёрна кварца. Часто встречаются в карбонатах. Реликтовые кремнистые образования Это псевдоморфозы минералов кремнезема по биогенным и фитогенным остаткам, по минералам и структурным компонентам. Выделяют в отдельную группу и используют для постановления условий формирования осадка и его преобразования. Кремнистое вещество хорошо консервирует остатки фауны и флоры. Окремнение данного типа может происходить на стадии диагенеза и литогенеза. Гипергенные кремнистые породы При развитии окремнения в коре выветривания его характер различен в зависимости от того, к площадному или линейному типу относятся коры. В случаях окремнения в начале породы попадают в зону выветривания, подвергаются опализации, затем в верхней части развивается интенсивное окварцевание связанное с кристаллизацией опала. Рост кварца идет в зависимости от температуры и насыщенности раствора кремнеземом. Окремнение широко распространено в основных и ультраосновных породах. среди почв и каустобиолитов. Среди которых на поверхности отмечается белый, порошковатый, аморфный кремнезём, обволакивающий корни растений и обломочных частиц. При выветривании в условиях гумидного климата могут образовываться рыхлые или слабо уплотненные породы из не окатанных обломков кварца пеллитового размера- маршалит. В аридных условиях при выветривании образуются корки, нередко бурого цвета. К этой же группе пород относятся симкреты, которые похожи на метаморфические кварциты, но последние характеризуются наличием стилолитовых швов, конформных структур и наличием сирицита. |