2.7. Эпигенез – процесс преобразования осадка и пород

К эпигенезу в настоящее время относят стадиальный эпигенез и наложенный. Стадиальный эпигенез охватывает стадии диагенеза, катагенеза и метагенеза. Кроме него выделяется наложенный эпигенез.

Диагенез-это сложное физико-химическое уравновешивание многокомпонентной системы – осадка. Процесс осуществляется при разложении органического вещества на небольших глубинах осадка (до 5-10 м).

В диагенезе происходит следующее:

• отжимание воды;

• увеличение плотности осадка;

• падение Eh;

• увеличение pH;

• увеличение содержаний Si, P, NH₄, Fe;

• дополнительный подток Fe, Mn, P из нижних слоев;

• формирование конкреций;

• уменьшение количества фауны и флоры;

• увеличение роли CO₂, H₂S, CH₄, H₂ и NO₃;

• реакция свободной углекислоты с CaCO₃, перевод в раствор в виде Ca(HCO₃)₂ (немые отложения);

• реакция Fe и других металлов с сероводородом, переход в сульфиды;

• разрушение коллоидов;

• минеральные преобразования;

• раскристаллизация новообразованной системы.

Наиболее интенсивны химические и минеральные преобразования в дисперсных осадках с легко растворимыми минералами.

В конце диагенеза происходит литификация осадка. Осадок превращается в горную породу.

Простые химические реакции в диагенезе протекают и плавно, и скачкообразно по мере изменения химической среды и физических условий.

Главные из них:

• гидратация – дегидратация;

• гидролиз – дегидролиз;

• адсорбция ионов;

• обмен катионов или оснований;

• окисление – восстановление;

• карбонатизация – декарбонатизация.

Наиболее сложные диагенетические преобразования происходят:

• в многокомпонентном осадке (обломочный материал разлагается частично или полностью растворяется);

• в осадке с разнообразным газовым составом;

• в осадке с многообразием органогенных разложенных компонентов.

Самые сложные диагенетические преобразования происходят на наиболее пенепленизированных участках континентов:

• где наиболее интенсивно разложены породы;

• где выветривание не только химическое, физическое, но и биологическое;

• где в осадке много органического вещества, которое использует в своей жизнедеятельности масса бактерий.

Н.М. Страхов (1960г) считал, что органическое вещество- движущая сила процессов диагенеза.

По геохимической роли ОВ – важнейший компонент осадков и пород, который создает благоприятные условия для жизни организмов, а главное – микроорганизмов.

Органическое вещество выделяет:

• при разложении H₂S, аммоний, метан, биогенный азот, фосфор, бор, углекислый газ, органические кислоты, углеводы;

• меняет режимы Eh и pH;

• способствует растворению замещаемых минералов;

• биополимеры переводит в геополимеры.

В верхних слоях в начале диагенеза Eh –отмечаются высокие положительные, pH – кислые. С течением диагенеза pH становятся щелочными, уменьшается Eh до отрицательных величин – -550 мэВ. Происходят: сероводородное заражение, выпадение сульфидов, формирование вторичных карбонатов.

Процесс литификации заканчивается. Осадок переходит в горную породу.

Катагенез (kata - вниз) - это термобарическое преобразование пород (Т – 25-200±25⁰ P – 10-200 Мпа), при участии подземных вод и рассолов.

Это стадия изменения вещественного состава пород и их структурно-текстурных особенностей.

При погружении пород:

• утрачивается биохимическое воздействие;

• усиливается химическая функция преобразований;

• утрачивается пластичность;

• возрастает степень углефикации пород;

• происходит смена минералов:

смектиты смешаннослойные образования иллиты хлориты триоктаэдрические слюды диоктаэдрические 1М₁ 2М₁ , каолинит диккит.

Метагенез-это термо-динамическое преобразование пород в условиях Т – 25 с участием стрессового движения, частичным перемещением осадочного материала и участием флюидов в перекристаллизации пород.