20. Эвапориты (соли и сульфатные породы).

При формировании биохемогенных осадков следует обратить внимание на три основных аспекта: 1 – источник исходного материала; 2 – способ перехода его в твёрдую фазу; 3 – физико-географическая обстановка.

Эвапориты – это хлоридные и сульфатные соли образуются путём выпадения в осадок из истинных растворов на испарительном геохимическом барьере, источником для них служит морская вода, сгущение которой до солеродного раствора – рапы, возможно только в аридных условиях в полузамкнутых лагунах, куда должна постоянно поступать морская вода, содержащая хлориды и сульфаты магния, калия, натрия. При этом бассейн должен находиться в таких специфических тектонических условиях, где наблюдается конседиментационное (компенсированное) прогибание дна.

Известно, что соленость морской воды составляет 3,5%, при повышении концентрации солей до 8,0% в морской воде начинает выпадать в осадок доломитовый ил, при увеличении солености до 12-15% - кристаллизуются сульфаты.

• В открытом море такие процессы не возможны. Прогрессирующее осолонеие морской воды в полузамкнутом бассейне может привести к формированию всей гаммы сульфатов и хлоридов магния, натрия, калия, и кальция.

В природных условиях из морской воды формируются сульфаты, хлориды и смешанные хлоридно-сульфатные соли. В настоящее время известно более 60 минералов-эвапоритов. Весь процесс формирования эвапоритов можно разделить на четыре стадии.

• На первой стадии при солености от 15-22% выпадают в осадок гипсы-ангидриты и астраханит (Na2SO4*MgSO4*4H2O), при повышении солёности до 22-26% начинает кристаллизоваться галит, сопровождаемый садкой кизерита (MgSO4*H2O), полигалита (K2SO4*2CaSO4*MgSO4*2H2O) и астраханита – эта стадия формирования нормальных сульфатов.

• 2-я стадия - сильвинитовая существует при солености от 27 до 32 процентов, в ней формируются сильвин (KCl), каинит (KCl*MgSO4*3H2O), лангбейнит (K2SO4*2MgSO4) и унаследованные от предыдущей стадии минералы – галит, кизерит, полигалит. В результате образуется сложная хлоридно-сульфатная порода – «хардзальц», добываемая в настоящее время в Прикарпатье и на соляных рудниках Германии, а также установленная в соляных породах Прикаспийской низменности.

• 3-я cтадия – карналлитовая наступает при повышении солености до 32% и более. При такой солёности выпадает в осадок карналлит (KMgCl3*6H2O) и все предыдущие минералы, некоторые из них исчезают, но обязательно карналлит сопровождают галит и сильвин.

• 4-я стадия – бишофитовая наступает при солёности 40%, она соответствует эвтоническим растворам. Это наиболее высокая стадия развития солеродного бассейна, где вся вода из рапы полностью поглощена минералами в форме гидрата. На этой стадии одновременно с карналлитом образуется бишофит (МgCl2*6H2O).

21. Каустобиолиты.

Генезис каустобиолитов

Они занимают особое место среди осадочных горных пород, так как являются полностью результатом жизнедеятельности растительных и отчасти животных организмов.

Их подразделяют на три группы:

• 1) каустобиолиты угольного ряда (торф, сапропель, горючие сланцы, ископаемые угли);

• 2) каустобиолиты нефтяного ряда (нефть, битумы, горючие газы);

• 3) липтобиолиты (янтарь, воск, смола).

Различают два способа накопления материнского вещества: 1 – автохтонный, когда органическое вещество сохраняется на месте своего произростания и 2 – аллохтонный, когда накопление материала происходит за счёт его сноса из других мест.

Выделяют два основных периода в формировании каустобиолитов:

Первый период накопления материнского вещества, так называемый торфяной (до покрытия осадка вышележащими отложениями) характеризуется разложением и превращением растительных остатков под влиянием биохимических процессов, протекающих в растительной массе. В этот период образуется генетический тип каустобиолитов, петрографические особенности которого обусловлены исходным материалом и характером его превращения, что связано с физико-географическими условиями накопления.

Во второй период ( после перекрытия осадка вышележащими отложениями) происходит химическое изменение растительного вещества под влиянием геологических факторов – повышение температуры и возрастание литостатического давления. В этот период происходит углефикация материнского вещества (увеличивается содержание углерода, удаляется кислород и другие летучие компоненты). Совокупность первичных и вторичных процессов изменения растительного вещества и создает всё разнообразие ископаемых каустобиолитов.

• По данным В.Т. Фролова каустобиолиты могут быть представлены 4 генетическими типами, которые он объединил в 2 группы: бентосную и планктоногенную.

• Бентосная группа представлена мангровыми и подводно-луговыми органогенными отложениями.

Мангровые отложения – это накопление органического вещества высших растений, преимущественно древесных, растущих в солёной воде в приливно-отливной зоне тропического и субтропического пояса. Они являются морскими аналогами торфяников, за счёт которых формировались угольные пласты паралических толщ, особенно палеозойских (Донбасс, Кузбасс и т.д.).

• Современные мангры широко распространены по восточному побережью Австралии и берегам Новой Гвинеи (ширина зоны 5-10 км), а также в дельтах рек Нигера, Ганга, Брахмапутры, Амазонки, где ширина мангровых зарослей достигает 50 км.

Подводно-луговые отложения служат источником для образования горючих сланцев. Современными их аналогами являются заросли водной растительности, широко распространённые в дельте Волги. При его переработке материнское вещество не окисляется полностью, в основном гидролизуется и переходит в осадок, где захороняется. Эти отложения изучены слабо, хотя имеют широкое распространение, начиная с девона. Горючие сланцы Дагестана образуют линзы и пласты толщиной до 50 см и протягиваются на сотни метров.

Планктоногенная группа представлена лагунными и пелагическими отложениями. Современные лагуны, накапливающие ил, обогащенный органическим веществом в основном фитогенного состава с небольшим участием зоопланктона и нектона (не более 10%). За их счёт формируются горючие сланцы (диктионемовые и граптолитовые) раннего ордовика в Прибалтике и Ленинградской области.

Планктоногенные пелагические отложения представлены битуминозными сланцами доманикового типа, исходным материалом для которых служили сапропелевые водоросли. Доманиковый тип – это отложения застойных впадин вдали от берега, представленные глинами, кремнями и карбонатами. Органическое вещество битумного ряда образовалось за счёт водорослей с участием планктона. Доманиковые нефтематеринские породы широко распространены на Русской платформе, с ними связаны крупные месторождения Татарии, Башкирии, Самарской области, Пермского края и т.д.