Литология. Кн. 2 - Фролов В.Т.
ISBN 5—211—02383—8
Скачать (прямая ссылка):
В период «цветения» планктонных водорослей в верхней пленке морской и океанской воды из-за почти полного «истребления» CO2 создается многократное пересыщение монокарбонатом, который в массовом количестве выпадает в твердую фазу. Однако до глубокого дна этот микритовый хемогенный кальцит не доходит, растворяясь в резко ненасыщенных холодных глубинных водах. Только одним способом он может достичь-дна — в виде копролитов, т. е. достаточно крупных агрегатов,, образованных в кишечнике биофильтраторов. По современным оценкам, практически весь верхний слой воды океана биофиль-труется довольно быстро, за первые сотни лет (Лисицын, 1978; и др.).
6L
7.8. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ КАРБОНАТОЛИТОВ
Карбонатные породы всесторонне интересны в научном отношении. По ним восстанавливаются щелочной характер среды, высокие или повышенные температуры, низкие палеоширо-ты, глубина, динамика, газовый режим и населяющий моря биос. Водорослевые известняки или их присутствие в непереот-ложенном положении документируют глубины до 10—20 м. Примерно такие же глубины восстанавливаются по колониальным кораллам, строматопороидеям, большинству устриц, нуммулитам и некоторым другим организмам. На больших глубинах обитали криноидеи, губки, мшанки, многие двустворки, бра-хиоподы. Отсутствие бентоса указывает на ненормальный газовый режим у дна, часто связанный с сероводородным заражением. Толщина раковин., их грубая ребристость, крупные размеры, массивность скелета прикрепленных организмов, линзовид-ная форма нуммулитов — признаки мелководья и подвижных вод, т. е. зоны волнения. Наоборот, тонкостенность раковин, их малые размеры, хрупкость скелета прикрепленного бентоса, илистый заполнитель — свидетельства спокойных вод, чаще всего глубин ниже базиса действия волн. Отдельные виды биоса позволяют более конкретно восстанавливать палеогеографические параметры, соленость вод, их температуру и т. д.
По изотопам кислорода в неперекристаллизованных раковинах беспозвоночных восстанавливаются палеотемпературы вод бассейна (Тейс, Найдин, 1973), а по содержанию стронция и другим геохимическим показателям — тип вод, их химизм и т. д. (Юдович и др., 1980; и др.).
Диагенетические карбонатные минералы позволяют восстановить химизм осадка в постседиментационную стадию, положение окислительно-восстановительного геохимического барьера.
Карбонатные породы отчетливо эволюционировали в истории Земли. Поэтому по ним восстанавливаются составы древних атмосфер и гидросфер и развитие жизни на Земле. Отсутствие карбонатных пород в глубоком архее указывает на агрессивность вод гидросферы, рН которой был ниже 7. Углекислая атмосфера также вначале не способствовала осаждению карбонатов. Когда же воды стали насыщаться карбонатами и щелочной резерв (щелочноземельные катионы Ca и Mg, связанные с анионами слабых — преимущественно угольной — кислот) был достаточно большим, происходила первичная садка карбонатов, вероятно в основном доломитов, магнезита, а также сидерита. Возможность осаждения последнего из вод морей указывает на отсутствие или малое содержание кислорода в атмосфере. Действительно, сидерит, по-видимому седиментогенный, встречается в древнейших железистых кварцитах. Первые карбонатные породы могли не сохраниться при глубоком метаморфизме архейских пород.
Массовое образование карбонатолитов падает на протерозой. Это определялось высоким содержанием CO2 в атмосфере и гидросфере, щелочной реакцией последней и еще слабым влиянием на седиментогенез карбонатов биоса, общая масса которого была тогда не способна связать большую часть угле^ кислоты. В раннем протерозое преобладали доломиты, осаждались магнезиты, а участие известняков постепенно возрастало. К химическому осаждению все больше присоединялось осаждение водорослями, что уменьшало возможность химического осаждения карбонатов. Одновременно водоросли меняли состав атмосферы, которая все больше становилась кислородной, а эта исключало седиментогенное образование сидерита, родохрозита и других карбонатов двухвалентных катионов. Снижение содержания CO2 в атмосфере и соответственно снижение щелочного резерва в гидросфере также приводили к вырождению хе-могенной карбонатной седиментации, которая еще в палеозое происходила в открытых, но, по-видимому, в основном в платформенных морях. Наряду с анионом HCO3- уже в протерозое появился анион SO42-, с накоплением которого катионы Ca и Mg также связывались с ним. Вероятно, с середины протерозоя стали осаждаться эвапориты.
С развитием известкового скелета беспозвоночных в фане-розое скорость уменьшения щелочного резерва в морях резко увеличилась, и хемогенное карбонатонакопление, особенно до-ломитообразование, все больше оттеснялось в прибрежную лагунную зону. В настоящее время доломитообразование совершается лишь в эвапоритовых и специфических замкнутых водоемах с высоким щелочным резервом (типа оз. Балхаш). Не намного более разнообразны обстановки хемогенного осаждения известняков. А седиментогенез других карбонатов исключен. Это отвечает практически безуглекислогазовой (содержание CO2 в современной атмосфере всего 0,03%) кислородной современной атмосфере.
