Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 288. Фациальный профиль рассеянных содержаний элементов и их промышленных 'накоплений в гумидных зонах с девона до настоящего времени. По Н. Страхову
что ранее других и -ближе всего- ік берегу накапливаются угли, далее располагаются бокситы, затем железные руды, фосфориты, марганцевые руды, а также органогенные известняки и доломиты, еще далее распространяются горючие сланцы и кремнистые осадки, занимающие наиболее широкую зону внутреннего склона шельфа и внутреннюю часть іморского бассейна.
•Стадия диагенеза. Эта стадия соответствует превращению сильно увлажненного, насыщенного бактериями и малыми компонентами ила в уплотненную породу. Такой процесс протекает на глубине от первых десятков до первых сотен метров от поверхности осадка. Ди-
агенез сводится ік физико-химическому уравновешиванию неустойчивого и неравновесного первичного осадка в термодинамических условиях придонной части моря. Он распадается на три этапа.
В первый этап окислительного минералообразования в верхней части осадка за счет привлечения кислорода иловых вод возникают конкреции ¦гидроокислов железа и маргаїнца.
Во второй этап, наиболее важный, вследствие активного поглощения организмами свободного кислорода, а затем редукции гидроокислов Fe3+, Mn4+ и сульфатов (SO4)2" среда осадка превращается из окислительной в восстановительную. «Имеющиеся в осадке твердые фазы SiO2, CaCo3, MgCO3, CrCO3 и других веществ, длительно соприкасаясь с водой, не насыщенной ими, постепенно растворяются, достигая стадии насыщенных растворов. Между катионами, находящимися в поглощенном состоянии на мицеллах глинистых минералов, и катионами иловой воды происходит обмен, в результате которого меняется состав как илового раствора, так и поглощенных оснований, и многие малые элементы в большей или меньшей степени обогащают иловый раствор. Одновременно разлагается и само органическое вещество, переходя при этом в газы (CO2, H2S, Н, N2, NH3 и др.) и воднорастворимые соединения, накапливающиеся в твердой фазе осадка. В итоге всех этих процессов ©ода, пропитывающая осадок, особенно глинистый, к-qpeH-ным образом меняет свой характер. Она в большей или меньшей степени, лишается сульфатов, резко повышает щелочной резерв и обогащается Fe2+, Mn2+, SiO2, органическим веществом, фосфором, малыми элементами, лишается O2, взамен которого накапливаются H2S, CH*, CO2, NH3, H и др.» (Н. Страхов).
Все это сопровождается обменом веществ между наддонной водой и иловым раствором.Исчезающие из осадка в ходе диагенеза O2 и SO4"" а вместе с сульфатным ионом также Ca2+, Mg2+ диффундируют в иловый раствор из придонной воды и поглощаются илом. С другой стороны, газы, накапливающиеся в илах, а также Mn2+, Р, Fe2+, SiO2, CaCO3, обогащающие иловый раствор, диффундируют в наддонную воду. Несмотря на такое взаимодействие иловых и наддонных вод, несколько выравнивающее их состав, Eh воды, пропитывающей осадок, резко падает до (—0,15)—(—0,3), а рН достигает 6,8—8,5. Одновременно происходит растворение реакционношособных веществ, насыщение ими илового раствора и переотложение их в форме устойчивых в щелочной восстановительной среде аутигенных минеральных скоплений- Так, по Н. Страхову, формируются диагенетические залежи сидерита, шамозита, а также конкреционные родохрозитовые, родонитовые и олигонито-вые руды марганца, желваковые фосфориты, осадочные в-ирапленные и мелкопрожилковые месторождения меди, свинца и цинка.
В третий этап диагенеза происходит внутреннее перераспределение аутигенного материала, стяжение его вокруг некоторых точек с образованием конкреций и псевдометасоматических скоплений сложного кружевного строения '(рис. 289).
В процессе диагенеза концентрация элементов в локальных скоплениях осадков может сильно возрасти. Например, содержание марганца в диагенетичеоких скоплениях увеличивается в 1,4—6,7 раза.
Стадия катагенеза. Эта стадия дальнейшего преобразования осадков связана с их погружением на глубину, возрастанием давления до 80—ООМПа и температуры до 90—10O0C При этом происходит окончательное окаменение (литификация) парод с незначительными минералогическими видоизменениями. Высвобождающаяся в ето время вода осолоняется, становится хлоркальциевой и, взаимодействуя с породой осаждает в парах гипс, ангидрит, флюорит, целестин. Под влиянием локальных давлений на границах зерен лолимиктовых песчаников про-
исходит частичное переотложение вещества в межзерновом пространстве. Органическая масса выделяет газовую фазу, которая экстрагирует из пород нефтяные компоненты, выносит их кверху и дает начало экзогенным нефтяным месторождениям.
Вулканизм и осадкообразование. Источником вещества осадочных полезных ископаемых может быть не только область сноса с континента, но также и продукты вулканической деятельности прибрежной и донной части бассейна осадконакопления. По мнению некоторых геологов, они были основой для возникновения вулканогенно-осадочных месторождений яшм, окисных руд железа и марганца, колчеданов, а также, возможно, бокситов и фосфоритов. Вещество полезных ископаемых в бассейны осадконакопления при вулканических процессах может поступать следующим образом: 1) в виде вулканических эксгаляций, 2) в форме гидротермальных растворов, 3) в адсорбированном состоянии на поверхности пирокластических частиц, 4) при разложении вулканического материала морской водой, 5) вследствие выщелачивания вулканических продуктов в прибрежной и придонной части поствулканическими газо-гид-ротермальными растворами (Г. Дзо-ценидзе). Физико-химические условия вулканогенно-осадочного формирования полезных ископаемых, обусловленного горячими минерализованными химически активными струями поствулканических газовых и водных растворов, могли существенно отличаться от обстановки образования обычных осадочных залежей. Однако общая схема и детали этих условий еще ждут своего исследования.
