Литология. Кн.1 - Фролов В.Т.
ISBN 5-211-02865-1
Скачать (прямая ссылка):
— приантарктический, или циркумантарктический, пояс (см. рис. 3.20) с максимальным содержанием кремнезема в осадках до 70%.
В Северном полушарии преобладание материковой суши над акваториями выразилось в подавленности кремненакопления терригенным потоком вещества, и поэтому диатомиты не образуют сплошного пояса, а максимальное содержание свободного SiO2 в диатомовых осадках северной части Тихого и Атлантического океанов редко превышает 50%. В экваториальном поясе, развитом в Тихом и меньше в Индийском океанах, из диатомей резко преобладает необычно крупная форма (до 1 мм)
— этмодискус. Количество радиолярий в Тихоокеанском поясе увеличивается в восточном направлении, что еще требует объяснения. Диатомовые илы Охотского моря содержат до 55% свободного SiO2 (Лисицын, 1974), а в озерах — редко выше 50%. В Байкале его не более 30-35%. Спикуловые пески и алевриты, накапливающиеся вблизи мест обитания кремневых губок — на возвышенностях, склонах и в других местах с донными течениями преимущественно в нижней части шельфа и в верхней части континентального склона, — также сильно разбавлены терригенным и эдафогенным материалом.
Полной аналогии современных биокремневых осадков с древними силицитами нет. Последние — более чистые: содержание Si02cBo6 в них часто превышает 90-95%, чего мы не находим в современных осадках. Мощности древних силицитов большие, а площади меньшие и фации уз-
кие, отвечающие дну геосинклинальных котловин или присклоновой фации. Это не позволяет видеть в древних радиоляритах и диатомцтах аналогов современных биокремневых осадков океанов и, следовательно, нельзя по ним восстанавливать океанические обстановки. Тем не менее многие аспекты условий накопления — приуроченность к апвеллингам, зонам дивергенции и другим местам высокой биопродуктивности, определенная, иногда значительная (до 1-2 км и более), достигающая критической для карбонатов глубина, слабая гидродинамика у дна — весьма близкие, что и позволяет восстанавливать условия накопления не только мезокайнозойских, но и палеозойских кремневых биолитов. Однако многие радиоляриевые яшмы и кремни палеозоя Урала не глубоководные. Озерные диатомиты, широко распространенные в неогене и палеогене Северного полушария, отличаются чистотой состава (Si02ceo6 до 95% и более).
Наиболее трудны для восстановления генезиса абиогенные кремни, хотя и в отношении биогенных не все ясно (Казанский, 1976; Фролов, 1968). Например, каков источник кремнезема? Рассмотрим сначала этот аспект генезиса, а затем — способ и условия накопления.
6.6.1. Источник кремнезема
До настоящего времени довольно широко распространено мнение, что расцвет биоса, в том числе и с кремневой функцией, зависит от ежегодной поставки с суши или из гидротерм кремнезема и других необходимых для построения скелета и создания мягкого тела компонентов (Красный и др., 1962; Волохин, 1985; Страхов и др., 1961, 1966, 1976). Так ли это?
Н.М. Страхов (1963) показал, что главный источник кремнезема для построения биоскелета — его запасы в Мировом океане, оцениваемые в 5,3 * 10 г. Ежегодно биос извлекает из океана 250-1014rSiO2, что во многие десятки раз превышает его поступление из всех источников, включая терригенный снос (основной) и поставку гидротермами. Суммарное поступление кремнезема в Мировой океан составляет лишь 2% от извлекаемого биосом, прежде всего диатомеями (не менее 75% от потребления организмами и его осаждения). Следовательно, диатомей и другие организмы могут брать кремнезем только из длительно формирующихся запасов океана, так как ежегодная его добавка из всех источников ничтожна, буквально капля в море. Независимость развития сили-кобиоса и от эндогенной поставки кремнезема доказывается образованием кремневых осадков не только вблизи Тихоокеанского кольца и других вулканических районов, но и в авулканических областях, далеких от вулканических (Приантарктический пояс, Охотское море, Байкал, другие озера и т.д.).
Диатомей могут развиваться и без наличия свободного кремнезема в воде. Опытами доказано, что они могут разлагать глинистую взвесь и другие силикаты и извлекать из них кремнезем для построения скелета, лишь бы были более жизненно необходимые условия — свет, CO2, нитраты и другие питательные вещества, из которых строится мягкое тело. Но этот способ добывания кремнезема для построения скелета энергети-302
чески менее выгоден, чем из раствора, поэтому и повышенное его содержание в морской воде — благоприятный фактор для развития кремневого биоса, но, вероятно, и не самый главный и не лимитирующий.
Хотя из сказанного ясно, что основным источником кремнезема и для образования абиогенных силицитов являются его запасы в Мировом океане (рис. 6.6), тем не менее вопрос об источниках все время поднимается сторонниками гидротермального питания кремнеземом вод морей и океанов как главное условие образования силицитов (Дзоценидзе, 1969; Бродская, 1966; Зеленов, 1972 и др.; Максимов, 1970, 1984; ^архинин, 1967; Муравьев, 1983; Минеральные 1981; Хворова, 1968, 1976, 1979, 1981; Хераскова, 1979; Хотин, 1976, 1979; и др.). Оценка масштабов поставки эндогенного кремнезема обстоятельно рассмотрена Ю.Г. Волохи-ным (1983). Ее оценивают как равную речному вносу (Hart, 1973), а большинством исследователей — в несколько раз и на несколько порядков меньшей. Т. Волери и Н. Слип (Wolery, Sleep, 1975) рассчитали количество морской воды, участвующей в тепловой адвекции в срединно-океанических хребтах ((1,2-9,0) •1O17 г/год) и по нему оценили вынос Si02 при температурах флюида от 50 до 300°С. Величина гидротермального потока S102 на три порядка превышает его количество (0,0003 *1014 г/год), выносимое летучими при извержениях и выщелачиваемое морской водой из остывающих лав. Общее количество Si02, выносимое из базальтовой океанической коры, в 3-7 раз меньше его речного вноса. Д. Мастер (De Master, 1981) и другие считают и эти оценки эндогенной поставки кремнезема завышенными на несколько порядков. Так, С. Хамфри и Дж. Томпсон (Humphris, Thompson, 1978) оценили, что количество Si02, выщелачиваемое флюидом при 2000C из максимально возможного объема гидротермально переработанных базальтов (5 км3), составляет 0,06-0,72 • 1014 г/год, или до 16% от ежегодного речного привноса.
