Литология. Кн.1 - Фролов В.Т.
ISBN 5-211-02865-1
Скачать (прямая ссылка):
3.6. КАТАГЕНЕЗ
Катагенез, или менее удачно эпигенез, — это стадия глубинного преобразования осадочных пород под влиянием повышенных температур и давления и подземных минерализованных вод. Доминирующие процессы — физико-механические, т.е. уплотнение пород под нагрузкой вышележащих толщ, мощность которых от первых сотен (иногда десятков) метров до 4-6 км, что определяет и глубину зоны катагенеза в литосфере. Температура у кровли зоны 30-500C, а у подошвы — вероятно, 150-200°С, давление — от первых сотен до 1200-2000 атм (табл. 3.13). Длительность — от сотен миллионов до 1-1,5 млрд лет, т.е. время геологическое и намного более длительное, чем у диагенеза и других стадий (рис. 3.24,3.25).
Таблица 3.13
Стадии, подстадии (этапы) и градации литогенеза (с учетом данных Н.В. Лопатина, А.Э. Конторовича, С.Г. Неручева, В.И. Ручнова, В.В. Чернышева и др.)
Стадия седиментогенеза Стадия диагенеза
Глубина 10-200 м. Температура 10-250C
Подстадия протокатагенеза -»-ПК. Соответствует буроугольному этапу углефикации.
Глубина 1-3 км. Температура 50-75°С
Подст
аэроб к
S
Sf
адии диагенеза: ноя, анаэробная
ПК, (0,5)
ПК2(1) . ПК3 (1,5)
g Подстадия мезокатагенеза — MK.-g Соответствует степени углефикации по
ев
g шкале для Донбасса от "Д" до "ОС"
M
м включительно.
S
I Глубина 2,7-8 км. Температура 210-280°С U
Градация
' MK1 (1) MK2 (1,5) MK3 (0,9) MK4 (0,9)
- MK5 (0,5)
Подстадия апокатагенеза — AK. Отвечает стадии "метаморфизма" каменных углей от "Т" до "А" включительно. Глубина 5-15 км. Температура 300-50O0C
Градация
AK1 (2,5) AK2 (3,5) AK3 (8) . AK4(Il)
Стадия метагенеза (регионального метаморфизма)
Графитизация
Примечание. Цифры в скобках (справа) указывают на мощности (в км) подзон (частей) катагенеза в осадочных бассейнах при допущении постоянства величины геотермического градиента.
Условия катагенеза, таким образом, весьма различные, но стабильные в пространстве и вовремени (изменяются весьма медленно, в течение миллионов лет). За это время минеральное вещество вызревает структурно, например кристаллическая структура упорядочивается, размер кристаллов увеличивается, химический состав становится определеннее (Копелиович, 1965; Коссовская, 1963; Логвиненко, 1968, 1987; Лучицкий, Громин, 1967; Япаскурт, 1989; Холодов, 1982,1983). Все эти изменения — начало эндогенеза в минерало- и породообразовании; дальше они прогрессивно продолжаются в метагенезе и метаморфизме.
Длительное время катагенеза и большая мощность его зоны требуют и позволяют произвести его расчленение на подстадии, или этапы. В литологии принято двучленное, а в нефтяной геологии — более дробное подразделение в вертикальном разрезе (табл. 3.14). Ранний, или начальный катагенез примерно соответствует протокатагенезу, по Н.Б. Вассоевичу (1975) и др., а поздний, или глубинный, — мезокатагенезу.
Гипергенез в недрах.Сначала 1 анаэробный, затем аэробный | \_
1_Г
Гипергенез на поверхности (выветривание). Денудация
Остаточные породы
Перенос исходного вещества для осадков. Начало нового цикла литогенеза
и надиментоге^образование осадка)
5
*" і
xk s
x 3
г!
Прерванный
цикл
Укороченный
цикл
Полный
лреобразование осадка в породу
t=10-25"C
jieywetm- изменение пород под влиянием температуры и давления
|t»300- 350eC
Метагенез(метаморфизм) -коренное преобразование пород
t-500-BOO0C
цикл
y^rjtaMjej^rehe3 (ультрамета морсризм)-расплавление, переход в магму
3
Рис. 3.24. Общая схема стадий литогенеза, по Н.Б. Вассоевичу (1983)
Выделяемый нефтяниками апокатагенез примерно соответствует метагенезу. Протокатагенез подразделяется на три градации — ПКі, ПКг и ПКз, мезокатагенез — на пять: от MKi до МК5, которые могут различаться по отражательной способности витринита, меняющейся от 0,25$ia границе диагенеза и протокатагенеза до 2,0$ подошвы МК5, т.е. на границе катагенеза и метагенеза. Более грубое обоснование стадий, подстадий и градаций — марки углей, .выражающие степень углефикации. Это наиболее надежная шкала стадиальных изменений гумусового вещества, по которой можно проводить стадиальный анализ, и минерального вещества (табл. 3.15).
3.6.1. Ранний катагенез
Ранний (начальный) катагенез, или протокатагенез, сменяет диагенез на глубинах в среднем от 100 до 500 м и охватывает толщу до 1,5-3 км. Температура возрастает от 30-50 до 100°С, давление от 100-200 до 700-800 атм, и пористость снижается от 40 (в среднем для всех пород) до 15%. Давление гидростатическое вверху сменяется на' литостатическое (геостатическое), что определяет физико-механические изменения по-
Шкалы катагенеза (Н.Б. Вассоевич, М.К. Калиненко,
Предложенная шкала
Ориентировочные глубины, км
до
Стадии и подстадии литогенеза
градации
Переломы в ходе углефикации
3 — 9 4—12 5—15
диагенез
ДГ
ПКі
ПКг
ПКз
MKi
МКг
МКз
MK4
MKs
AKi
АК2
AK3
AK4
{начало заметной гелификации образование витринита } исчезновение гуминовых кислот в углях
