Литология шпоры / 11,12
.doc11. Как действует механизм химической дифференциации осадочного вещества? К образованию каких пород она приводит?
Химическая дифференциация
совокупность геохимических процессов, происходящих в гидросфере, приводящих к избирательному переходу растворенных веществ в твердую фазу в зависимости от изменения температуры, давления и др.
12. Диагенез. Характеристика. Диагенетические минералы, причины их возникновения.
Диагенез.
Осадок, накопившийся на дне водоема или на поверхности суши, обычно представляет собой неравновесную систему, состоящую из твердой, жидкой и газовой фаз. Между составными частями осадка начинается физико-химическое взаимодействие. Активное участие в преобразовании осадков принимают обитающие в иле организмы.
Во время диагенеза происходит уплотнение осадка под тяжестью образующихся выше него слоев, обезвоживание, перекристаллизация. Взаимодействие составных частей осадка между собой и окружающей средой приводит к растворению и удалению неустойчивых компонентов осадка и формированию устойчивых минеральных новообразований. Разложение отмерших животных организмов и растений вызывает изменение окислительно-восстановительных и щелочно-кислотных свойств осадка. К концу диагенеза жизнедеятельность бактерий и других организмов почти полностью прекращается, а система осадок — среда приходит в равновесие.
Продолжительность стадии диагенеза изменяется в широких пределах, достигая десятков и даже сотен тысяч лет. Мощность зоны осадка, в которой протекают диагенетические преобразования, также колеблется в значительном диапазоне и, по оценке большинства исследователей, составляет 10— 50 м, а в ряде случаев, по-видимому, может быть и больше.
Превращение осадка в породу. Диагенез
Отложением осадка не заканчивается образование осадочной породы. Осадок должен пройти еще через одну фазу своего развития прежде, чем он превратится в нее. Разнообразные частицы, обломочные и выпавшие из раствора, оказавшись вместе в осадке, попадают в новую среду, зачастую очень отличную от той, в которой они выделились из материнской породы при ее выветривании. Здесь нередко снова возникает противоречие между ними и окружающей средой. Эта среда может быть еще богата кислородом и углекислотой, т. е. главными факторами выветривания, а среди выпавших зерен может оказаться достаточное число еще неразложившихся материнских алюмосиликатов. Чаще здесь наблюдается недостаток кислорода, и соединения, окислившиеся во время выветривания или переноса, подвергаются снова восстановлению. Величина рН здесь часто иная. Если осадок отлагается в море, то сама среда является совершенно своеобразной, представляя собой сложный реактив — раствор различных солей, который может, вступать в химическое взаимодействие с осадком. Составные части осадка имеют не только разное происхождение, но и разный состав, и между ними также зачастую начинаются химические реакции. В тот же осадок погружены организмы — маленькие химические лаборатории, непрерывно вырабатывающие новые реактивы (СO2, NНз, H2S) и тем самым резко меняющие химизм среды. После смерти их скелеты и тела, равно как и тела организмов, живущих в верхних частях воды, скопляются на дне и, разлагаясь, снова становятся очагами химических реакций. Илоядные, иногда кишащие на дне. часто целиком пропускают весь осадок сквозь свой кишечник, раздробляя, перемешивая и меняя его. Среди выпавшего: осадка много гелей. Они постепенно теряют воду, дегидратизируются, даже находясь еще под водой, уплотняются, и кристаллизуются.
Под воздействием перечисленных разнообразных и иногда противоположных факторов, 'меняющихся по мере перекрытия осадка новыми его порциями, он должен изменяться, как и в процессе выветривания, но менее энергично. Одни из слагающих его минералов перекристаллизовываются с растворением маленьких кристаллов и ростом больших; другие переходят в более устойчивые разности; третьи растворяются или разлагаются, а вместо них возникают новые минералы. Закисные соединения переходят в окисные, а при перемене условий — снова в закисные. Осадок твердеет вследствие: 1) дегидратации и «старения коллоидов», 2) перекристаллизации и 3) выделения в порах новых веществ, цементирующих его целиком или отдельные его участки, что: ведет к образованию конкреций. Цементация, впрочем, отнюдь не является непременным результатом диагенеза. Известны породы очень древние, оставшиеся совершенно рыхлыми, тогда как в некоторых условиях осадок, выпадая, сразу образует твердые слои (Бермудские острова, Бразилия, глубоководные твердые «корки»).
Из сказанного видно также, что осадочная порода представляет собой не нечто однородное, а сложное единство, построенное из разнородных и разновременных составных частей. В ней могут присутствовать; 1) реликтовые (обломочные) минералы, неизмененные обломки материнской породы, например, кварц, циркон, турмалин кристаллических пород; 2) минералы — непосредственные продукты разложения первичных минералов: группа глин, слюд, хлоритов и др.; 3) чистые новообразования, среди которых можно различить: а) новообразования сингенетические— продукты первичного диагенеза (фосфориты, пирит, глауконит и др.), б) новообразования эпигенетические — продукты диагенеза породы (пирит, кварц).
Понятно, что один и тот же минерал мыслим часто и как реликтовый, и как продукт разложения, и как новообразование, сингенетическое и эпигенетическое. Таков, например, кварц, который может оказаться во всех категориях.
Не установив происхождения составных элементов породы, их возникновения в тот или иной этап ее жизни, нельзя правильно, ее определить и, тем более, ее понять, а следовательно, и использовать для научных выводов и для поисков полезных ископаемых.