14.Понятие «вакка» и «граувакка». Структура, состав и происхождение граувакк, обстановки и режимы накопления.

Вакка- породы, в которых матрикс составляет более 15%. Порода может представлять собой сплошной агрегат зерен размерностью от песка до алеврита и глины т- это вакки – из которых наиболее известны граувакки, у которых различают 2 основные группы: лититовые граувакки (обломки пород преобладают над ПШ) и полевошпатовые граувакки (обратное соотношение).

Термин «граувакка» появился в 18в (grey wake – серая паста). Плохосортированные породы, матрикс- хлорит-серицитовая паста. Нечто, что происходит от разрушения пород типа габбро, но их происхождение не связано с базитами, главные источники- осадочные, метаосадочные породы.

Характерные особенности:

• Темно-серая окраска на сколе

• Очень литофицированные песчаники

• Обилие ПШ и обломков пород. Часто выглядит как микробрекчия. Рчень малое кол-во хорошо обработанных зерен

• Состав: SiO2 – 5-45%, пости всегда меньше 50%. Среди ПШ преобладает Pl, часто только Ab.

• Химизм: SiO2 – 60-75%, Al2O3 – 10-15%, FeO + Fe2O3 – 10%, MgO – 4% (в обломках хлоритовые породы). Высокое содержание Na (отсюда все плагиоклазы альбитовые)

• В граувакках нет цемента!

Для накопления граувакк требуется высоких рельеф и его быстрое разрушение. Накапливаются во всех климатах – они внеклиматические породы. Накапливались во все времена. Накапливаются в условиях высокого перепада рельефа- никогда не накапливаются на континенте. Все складчатые области чаще всего сложены граувакками, кот. могут быть вулканомиктовыми и осадочными.

(если спросят флиш- строение толщ с тонкоритмичной структурой, однородным повторением песчаника и глинистого материала. Они оползают со склона, их склон не держит. Слабосортированный материал- от гальки до глины.)

15. Состав и происхождение лититовых (литокластитовых) песчаников (аренитов). Синонимика в разлмчных классификационных схемах на примере классификаций ч.Гильберта (1957) и в.Д.Шутова (1967)

Литарениты – протокварциты, субграувакки.

Состав: кол-во обломков ≥ ПШ. Это группа со значительными колебаниями состава. Преобладают кварц, обломки пород, ПШ – как промежуточный компонент.

Кварц – 27-78%

ПШ – 15-10%

Обломки пород – 15-46% ± слюда

Элементный состав: SiO­₂- 17-92%, Al₂O₃ – 3-10%, Fe₂O₃ – <4,5%, MgO – <10%, Na₂O – 0,1-2%, K₂O – 0,5-2%

Характерные признаки:

• Отсутствие матрикса;

• Это самые распространенные песчаники (особенно в речных отложениях и в молассовом комплексе);

• Связаны с широкими областями питания.

Выводы:

1. Типичные молассовые песчаники;

2. Это незрелые песчаники;

3. Не сохраняются в волно-прибойной полосе;

4. Отражают состав областей сноса;

5. Бывают аллювиальными (речными) песками.

Ч.Гильберт (1957)

2 диаграммы: для вакк (граувакк) и для промытых аренитов (без матрикса), т.е Гильберт выделил ряды.

В.Д.Шутов (1967)

Классификация отдельных зерновых компонентов.

Группировка конечных продуктов – идея о дифференциации компонентов.

Главное в определении класса – источник вещества, область сноса. Существуют определенные петрографические провинции:

1. Провинция осадочных ород кварцевого состава – кварцевые арениты

2. Провинция кварцевых пород полимиктового состава.

3. Провинция эффузивных пород кислого, среднего и основного состава - ПШ граувакки, граувакки

4. Провинция изверженных пород – аркозы

5. Вулканический материал из очагов вулканизма

Вывод: существует много обзоров петрографических схем. Результаты обзоров: деление треугольников определяется:

1. Удобством деления

2. Практической значимостью полей

3. Естественными группировками, которые не совпадают у различных авторов

Поэтому диаграммы надо делить равномерно. Между компонентами существуют ряды. Способы деления шкалы:

Все смеси компонентов изоморфны => шкала – равномерная ячеистая сетка

Если все смеси равны, то по геометрическому принципу

Gilbert, Dott – подчеркивается значение одного компонента => у диаграммы двусторонняя симметрия

Наилучшим способом разделения диаграммы является наложение на треугольник состава трехлинейной координатной сетки. Сетка меняется в зависимости от точности исследования.

16

Оказывается, что песчаники лучше всего описаны и классифицированы с точки зрения их структуры и минералогического состава. Наиболее целесообразным критерием оказался состав: за небольшим исключением, он послужил основой всех классификаций. Все исследователи подчеркивают различия между цементирующими минералами и минералами, слагающими каркас, и рассматривают обломочную часть как важнейший параметр при выделении различных классов песчаников. Исследование любого песчаника (или современного терригенного песка) показывает, что его основными компонентами являются кварц, полевые шпаты и обломки пород; последние представляют собой частицы (песчаной размерности) тонкозернистого изверженного материала (например, фельзитов), материалов осадочного (кремень, микритовый известняк) и метаморфического (сланцы) происхождения. Другие обломочные компоненты имеют малое распространение, и только в порядке исключения могут быть основной составной частью (например, глауконит в зеленом песке и магнетит в черных песках). Поэтому состав каркаса может быть выражен через три вышеназванных компонента, содержание каждого из них показывается графически с помощью равносторонней треугольной диаграммы (рис.7-5). По соотношению этих главных составных частей можно выделить основные классы или ряды песчаников. Площадь треугольника можно соответствующим образом подразделить с требуемой для любого случая детальностью. Названная система пригодна для обычных песков, которые обладают четко выраженными каркасом и поровым пространством. Применение ее к пескам со значительным объемом матрикса (ваккам) вызывает трудности. Поэтому многие исследователи для целей классификации предложили разделить пески на две группы — пески с матриксом и без него, — а затем подразделять каждую из этих групп. Такое разделение терригенных песков на две упомянутые группы подверглось критике не только из-за трудностей оперативного выделения матрикса, но также вследствие многообразного происхождения матрикса и возникающих отсюда проблем интерпретации. Несмотря на указанные трудности, в этой книге используется схема, предложенная Петтиджоном и модифицированная Доттом. Она показана . на рис. 7-6.

Х отя в целом существует единодушное мнение, что такой подход к классификации песчаников является наиболее практичным и осмысленным, при его применении есть много вариантов. Существуют различия в установлении границ между группами песчаников, в их наименовании. В качестве примера можно привести работу Дикинсона. Сохраняется также неопределенность в таком вопросе: относить ли поликристаллический кварц, особенно такие его формы, как кремень, к обломкам породы или объединять с кварцем?

Наибольшую запутанность и противоречивость в вопросах систематики несет в себе термин граувакка. Крынин и Фолк использовать его для обозначения класса песчаников, который в настоящее время относится к лититовым песчаникам. От использования этого термина в целом отказались, и ныне термин «граувакка» большинством исследователей используется в его более классическом смысле, т. е. применительно к темно-серым песчаникам со значительным содержанием матрикса.

Необходимо отметить, что обычно (и в данной работе) выбор минералов-параметров как основы классификации определяется не только возможностью с их помощью описать и разделить по категориям большинство песчаников; классификация должна иметь также генетический смысл. Отношение Q/(F+Rx) (где Q —содержание кварца, F — полевых шпатов, Rx— обломков пород) приблизительно отражает зрелость состава. Это отношение показывает степень эволюции породы в направлении конечного продукта — чистого кварцевого песка. Отношение F/Rx характеризует источники сноса, показывает соотношение исходного материала глубинного происхождения и супракрусталь-ного материала. Супракрустальные породы, будь то изверженные, метаморфические или осадочные, обычно тонкозернистые и поэтому дают обломки размера песка. Грубозернистые магматические породы производят только минеральные зерна песчаной фракции, часто полевошпатового состава. Отношение (Q + F + Rx)/ матрикс (соотношение зерен и матрикса) интерпретировать труднее. Осадки с преобладанием матрикса являются, по-видимому, продуктом квазижидкой смеси или течения илисто-песчаной массы; обычная разбавленная суспензия отлагает лишенный матрикса песок. Поэтому когда-то это явление рассматривалось как индекс текучести. Но если матрикс может быть постседиментационным продуктом (возможно диагенетическим), данное соотношение имеет различное значение, оно может, в частности, отражать степень разрушения элементов каркаса.

Н а рис. 7-6,а видно, что классификация, используемая в данной работе, сравнительно проста. По соотношению обломочного кварца, полевых шпатов н обломков пород, а также с учетом наличия или отсутствия порового матрикса выделено несколько классов. Породы, в которых матрикс составляет 15% и более, представляют собой вакки; при содержании матрикса менее 15% порода является «обычным» (орто) песчаником. В классе песчаников, лишенных матрикса, или с незначительным его содержанием, выделяются три вида: 1) песчаники, в которых кварц составляет 95% каркаса или более — кварцевые арениты (ортокварциты); 2) песчаники, содержащие 25% или более полевых шпатов, при условии меньшего содержания обломков пород — а р к о з ы: 3) песчаники, характеризующиеся наличием в составе 25% и более обломков пород — лититовые песчаники (литнтовые арениты). Иногда целесообразно выделять и именовать подклассы, группы пород, переходные между главными видами, например субаркозы или сублитнтовые песчаники, или арениты. Класс лититовых аренитов, в свою очередь, можно достаточно обоснованно подразделить с учетом характера содержащихся в породе обломков пород, как показано на рис. 7-6,6. Наиболее распространенной разновидностью является песчаник, в котором преобладают обломки слабометаморфизованных пород глинистого состава, таких как аспидные сланцы, филлиты, слюдистые сланцы. Песчаники с такими листоватыми обломками называются филларенитами. Термин кальклитит предложен для терригенных песчаников, содержащих большое количество обломочных известняковых и доломитовых частиц, с целью отделить этот тип песков от калькаренитов; последний термин, предложенный Грабау, обозначает карбонатный песок, образовавшийся в результате химического и биохимического осаждения. К лититовым аренитам относятся также кремневый а р е н и т, в котором преобладают кремневые обломочные частицы, и вулканомиктовый аренит, в котором обломки представлены вулканическими породами, разрушенными в процессе обычного выветривания и эрозии.

Вакки также можно систематизировать, например, как показано на рис. 7-6.б. Преобладающими являются граувакки, у которых различаются две основные подгруппы-, лититовые граувакки, где обломки пород превалируют над полевыми шпатами, и полевошпатовые граувакки, в которых отмечается обратное соотношение. Кварцевые вакки образуют относительно немногочисленный и редкий класс внутри группы вакк.

Изложенная классификация основывается преимущественно на минеральном составе и, по существу, не зависит от обстановки осадко-накопления. Кварцевые арениты, например, могут отлагаться в условиях пляжей, субаэральных дюн или потоками. Аркозы могут накапливаться в условиях субаэральных конусов выноса или на морском шельфе. И поскольку основным фактором, определяющим минеральный состав, является характер исходных пород, то данная классификация в значительно большей мере отражает минеральный состав источников сноса, чем любые другие условия. Таким образом, как некогда отметил Крынин, она косвенно связана с тектоникой.

Полная классификация песчаников должна учитывать структурные особенности, а также характер цемента. Эти аспекты могут быть учтены с помощью дополнительных определений типа: отсортированный известковый субаркоз, или плохо отсортированный кремнистый филларенит.

Для характеристики разнообразных типов песчаников, встречающихся в природе, используют большое количество названий. Некоторые из них, например грит, ганнстер, флагстон (камень-плитняк), железистый песчаник, пришли из обиходного языка и выражают некоторые специфические свойства или особенности использования.

17. Плейт-тектоника, источники кластического материала и состав песчаников. Метод идентификации главных геодинамических источников кластического материала (на примере диаграмм W.R.Dickinson & C.A.Suczek (1979), W.R.Dickinson (1988), R.Valloni, G.Mezzadri (1984).

Было предложено несколько схем. Каждая схема сопоставлена с определенным геодинамическим режимом. Наиболее известна схема Дикинсона. Провинции исследуются только по зернам и обломочным компонентам.

Конечные компоненты объединяются:

1. Q – стабильные зерна кварца; Qm – монокристаллические кварцевые зерна;

Qp - поликристаллические кварцевые зерна + кремень

2. F – монокристаллы ПШ и плагиоклазов

3. L – метастабильные поликристаллические компоненты

L=Lv+Ls+Qp (Lv - вулканические; Ls - осадочные)

Дикинсон и др., используя точные данные петрографического анализа (500 зерен), построили 4 диаграммы QFL, которые:

1. Подчеркивают стабильность зерен, выветривание, рельеф источника

2. Механизм транспортировки

Qm – FLtot – размер зерен в источнике

Qp Lv Ls – частичная популяция зерен, характер поли- и монокристаллического компонентов каркаса => выделено несколько групп:

1. Континентальные блоки

2. Магматические дуги

3. Рециклированные орогены

Внутри этих групп выделено несколько провинций: