33

11

ломорфної структури (розмір часток – 15-20 мк), кварцового складу. Органіка (радіолярії та спікули) та інші домішки дуже рідкісні. Новокуліт є самою висококременистою породою – вміст кремнезему досягає 99%.

Залізисті кварцити і джеспіліти – породи що складаються з чергуючихся найтонших верствочок мікрозернистого кварцу і залізистих окисних мінералів - є явно метаморфізованими кременистими породами. Органічні залишки в цих породах відсутні. Вважається, що їх утворення пов’язане з хімічним осадженням кременистих і залізистих мінералів.

Розвинуті ці породи виключно в докембрії, і складають величезні рудні поклади КМА і Криворізької структури.

Походження силіцитів.

Кремнезем, що звільняється в процесі хімічного вивітрювання різних порід виноситься із зони вивітрювання в формі істинного розчину ортокременевої кислоти H4SiO4. Розчинність кремнезему в умовах зони осадкоутворення (при температурі 20°С і в інтервалі рН від 3-4 до 9) майже не змінюється і складає близько 120 мг/л.

Враховуючи, що вміст кремнезему в сучасних річкових водах коливається в межах 10-20 мг/л, а в морських - всього 0,5-2-3 мг/л, можна вважати твердо встановленим, що в гідросфері Землі кремнезем мігрує у вигляді істинних, різко ненасичених розчинів. Це звужує можливості його хімічного осадження, тому основним чинником вилучення і осадження кремнезему є біогенне вилучення.

Хемогенне осадження SiO2 може здійснюватись лише у виняткових випадках - наприклад, в умовах різкої активізації вулканічної діяльності, в процесі якої в басейн осадконакопичення поступає велика маса кремнезему, що різко підвищує його концентрацію в воді. Хемогенне осадження кремнезему спостерігається на виходах деяких термальних джерел у вигляді своєрідних натічних утворень - гейзеритів, що складаються з опал SiO2*nH2O.

Таким чином, кремнезем є типовим іонно-біогенним компонентом, який переноситься у вигляді істинних розчинів і витягується біогенним шляхом або, в умовах підвищення його концентрації, може осаджуватись хемогенно.

Як вже вказувалося, основним джерелом кремнезему для утворення силіцитів є процеси хімічного вивітрювання гірських порід.

Водночас ряд дослідників (зокрема, Заварицький) вважає що кремнезему, отриманого в результаті чисто хімічного вивітрювання і привнесеного в морські басейни в розчиненому вигляді, явно

12

недостатньо для формування потужних кременистих товщ. На їх думку важливим, а ряді випадків і домінуючим (докембрійські утворення), джерелом кремнезему є продукти вулканічної діяльності.

Третім можливим джерелом кременевої кислоти є розкладення глинистих мінералів в результаті життєдіяльності деяких найпростіших організмів.

Перехід SiO2 в осадок чисто хемогенним шляхом, враховуючи суттєву ненасиченість сучасної гідросфери кремнеземом, як вже зазначалося, викликає сумніви в більшості дослідників. (Розчинність кремнезему в умовах зони осадкоутворення складає близько 120 мг/л, а його вміст в сучасних річкових водах - 10-20 мг/л, а в морських - всього 0,5-2-3 мг/л. Звісно, в мулових водах концентрація кремнезему вища, але й тут вона не досягає межі насичення). Основним процесом що призводить до осадження кремнезему на сучасному етапі є біогенне осадження.

Однак, враховуючи експериментальні дані про осадження кремнезему з ненасичених розчинів гідроокислами деяких металів (з утворенням гідроокислів та силікатів), а також існуючі припущення щодо значно вищого вмісту кремнезему в гідросфері в домезозойський час (до розквіту діатомових водоростей), не можна нехтувати можливістю чисто хемогенного осадження кремнезему за наявності відповідних сприятливих умов.

Основними областями седиментації силіцитів є океани, моря та озера. Необхідною умовою для накопичення силіцитів в кожній з цих областей є не тільки надходження великих мас кремнезему, але й мале розбавлення його іншими компонентами. Зокрема особливе значення мають процеси що сприяють розділенню кремнезему і карбонатів – вище рівня 4,6-4,7 км (рівень карбонатної компенсації) висококременисті осадки змінюються вапняковими.

Головною областю сучасного кремененакопичення є океани та їх крайові моря. Висококременисті осадки на сьогодні приурочені до 3 широтних поясів: південного циркумполярного (головний); північного тихоокеанського та екваторіального (Тихий та Індійський океани). В усіх цих поясах кремененакопичення пов’язане з підйомом глибинних, збагачених живильними речовинами (а значить високопродуктивних біологічно), глибинних вод. Крім цих поясів кремененакопичення, пов’язане з тими ж процесами, характерне для ряду локальних зон у західних окраїн континентів.

Відкладення, головним чином, відбувається біогенним шляхом при домінуючій ролі діатомових водоростей у всіх поясах. Радіолярієві мули поширені переважно в екваторіальному поясі.

За даними буріння в неогені розподіл осадків був аналогічним, а в палеогені і крейді простежується лише екваторіальний пояс, який поширюється і в Атлантику.

Серед викопних кременистих порід виділяють платформні та геосинклінальні.

В мезозойсько-кайнозойських басейнах платформних областей (піденноросійський та західносибірський басейни) кременисті породи відкладались переважно біогенним шляхом в мілководній

13

периферійній зоні, змінюючись пісками на північ (ближче до берега), та карбонатами і глинами на південь (далі від берега, в глибину). Частина кременистих порід вірогідно має хемогенне походження (на думку деяких дослідників це окременілий попіл).

Впалеозойських басейнах кременисті осадки відкладались в крайових частинах платформ і тяжіли до геосинлінальних кременистих формацій.

Вгеосинклінальних областях відомі 2 головні обстановки кремененакопичення:

1.В парагенезисі з основними лавами (субмеридіональні палезойські та мезозойські пояси – Кордільєрський, Апалачський, Уральський) утворювалось чергування глибоководних батіальних пелагічних органогенних осадків з осадками без органічних залишків. Вулканогенне джерело кремнезему явно домінувало і сприяло накопиченню як хемогенних так і біогенних силіцитів.

2.По сусідству з острівними вулканічними дугами, які постачали велику кількість пірокластики (мезозойські і кайнозойські відклади Тихоокеанського поясу). Кременисті породи представлені переважно діатомітами та продуктами їх зміни, які чергуються з туфами і самі збагачені пірокластикою. Формувались як в батіальних, так і в шельфових умовах. Джерелами кремнезему були морська вода, гідротерми і пірокластика.

Озерне кремененакопичення пов’язане з прісноводними водоймами післяльодовикового ландшафту (діатоміти) та з озерами областей активного вулканізму (діатоміти та хемогенні осадки).

На постсидементаційному етапі перетворення осадків та осадових порід також можуть виникати силіцити. Вони представлені переважно діагенетичними та катагенетичними кременями, що звичайно являють собою конкреції, приурочені до певних горизонтів, а іноді утворюють суцільні кременеві лінзи і пласти. Джерелом SiO2 є седиментаційний кремнезем розсіяний в осадку та кремнезем який звільняється при постседиментаційних мінеральних перетвореннях силікатів.

Дуже часто кременисті конкреції виникають в карбонатних породах, рідше – в кременистих. Особливий тип кременистих конкрецій формується в осадках сильно лужних вулканічних озер,

де завдяки високій лужності (pH≥10), в воді утримується велика кількість SiO2. В таких умовах кремнезем випадає разом з солями, і в конкреціях можуть бути присутніми ядра кристалів солей – галіту, а самі конкреції є переважно кварцовими.

Методи вивчення кременистих порід і їх практичне застосування

У польових умовах дуже важливо відмітити форму залягання кременистої породи: пластовий або конкреційний характер, особливості співвідношення з вміщуючими породами, потужність пласта або розміри конкрецій; розподіл в породі і інші параметри, вивчення яких в зразках утруднене або зовсім неможливе. У камеральних умовах найбільш повна інформація про особливості літології і умови утворення порід може бути отримана при вивченні шліфів і пришліфовок зраз-

14

ків. Мінеральний склад силіцитів в ряді випадків уточнюється шляхом вивчення імерсійних препаратів або при хімічному аналізі зразків.

Кременисті породи знаходять різноманітне застосування.

Діатоміти використовуються в цукровій промисловості (очистка і знебарвлення сиропів), при очистці рослинних масел та нафтопродуктів.

Трепели, опоки застосовуються як добавки до портландцементу, а також як термоізоляційні матеріали і поглиначі при виробництві нафтопродуктів.

Яшми і кремені використовуються при виготовленні лабораторних млинів і ступок, та як абразивний матеріал. Яшми, крім того є прекрасним декоративним матеріалом, а їх кращі сорти використовуються як напівдорогоцінні камені.