Наложенный эпигенез

Наложенный эпигенез – это процесс преобразования осадочных пород, обусловленный дислокационными процессами воздымающегося бассейна и флюидами, мигрирующими из внутренних, раскрывающихся зон Земной коры. Появление дислокаций и флюидов обусловлено процессами в осадочной оболочке Земли на поздних, инверсионных этапах развития осадочных бассейнов. Последние характеризуются преимущественно вертикальными тектоническими движениями и сопровождаются развитием антиклинальных структур, проявлением разломов, дизъюнктивных смещений, зон трещиноватости. Доминирова­ние хрупких деформаций пород подготовлено стадиально-эпигенетическими процессами уплотнения, дегидратации пород на преды­дущем этапе - этапе погружения осадочного бассейна.

Деформации пород открывают доступ флюидам, сформировавшимся в нижних горизонтах осадочной оболочки, к верхним ее слоям. Флюиды не­однородны по своему составу. Это воды, газы, углеводороды и их смеси. Их термодинамическое и физико-химическое состояние резко отличается от состояния пород и флюидов верхних горизонтов осадочной оболочки. Не­равномерность вновь возникающих сред: - "породы - воды", "воды - во­ды", "воды - углеводороды", "породы - углеводороды", "углеводороды -углеводороды" - приводит к реакциям уравновешивания, стабилизации этих сред.

Реакции стабилизации разнообразны. Наиболее характерны реакции: кислотно-щелочного взаимодействия, окисления - восстановления, ин­теграции - дифференциации, привноса - выноса, растворения - кристал­лизации. Однако эти же реакции протекают и в гипергенезе, и в стади­альном эпигенезе. Минеральные новообразования, как продукты анало­гичных реакций, близких по химизму сред, могут быть одинаковы. Среди них главными являются: глинистые и кремнистые минералы, карбонаты, галоиды, сульфаты, сульфиды, цеолиты, газы, продукты органического синтеза, битуминозные продукты. Гетерогенность одинаковых минераль­ных продуктов, явление конвергентности генетических признаков, стали факторами, сдерживающими выделение наложенного эпигенеза в са­мостоятельный процесс. Этому способствовал и недостаточный уровень знаний геохимических законов развития осадочных пород и их отображе­ния на вещественном уровне.

Одной из главных причин, тормозящих развитие знаний о преобра­зовании пород, является забвение петрографических работ в повседневной практике изучения осадочных пород и полезных ископаемых, с ними свя­занных. В то же время, именно они на микроскопическом уровне позво­ляю! реставрировать текстурно-структурные взаимоотношения реликто­вых и новообразованных минералов и их ассоциаций. С их помощью можно выявить закономерности преобразования пород, в том числе, нало­женного эпигенеза.

Выделение наложенного эпигенеза в самостоятельный процесс назрело в связи с запросами нефтяной геологии и рудной геологии осадочных бас­сейнов. Уже одно то обстоятельство, что нефть с момента своего рожде­ния эпигенетична к окружающим породам и обычно привнесена в них, за-С1авляет исследователей изучать этот процесс.

Кроме того, в нефтяной геологии только с позиций наложенного эпигенеза можно рассматривать большинство вторичных изменений нефтей углеводородных и неуглеводородных газов, формирований вторичных коллекторов, вторичных флюидоупоров, ореолов и факелов вторичного преобразования пород, вмещающих месторождений нефти и газа.

В рудной геологии осадочных бассейнов также без явлении нало­женного эпигенеза оказалось невозможным понять: наличие рудных ме­сторождений, связанных с доманикитами или изменяющимися нефтяными залежами; металлоносность нефтей; стратиформность рудных месторож­дений; миграцию рудоносных растворов.

Выделение наложенного эпигенеза в самостоятельный тип логично и с точки зрения единства геологических процессов в осадочных и мета­морфических толщах.

Как известно, в метаморфизме пород выделяются в качестве самос­тоятельных типов: региональный изохимический метаморфизм погруже­ния и изменения Т и Р и локальный метасоматоз, протекающий под дей­ствием наложенных флюидов.

В осадочной геологии стадиальный эпигенез аналогичен региональному метаморфизму, но протекающему в условиях пониженных Т и Р, а процес­сы наложенного эпигенеза аналогичны низкотемпературному гидротер­мальному метасоматозу.

В петрографии и литологии наложенные эпигенетические преобразо­вания осадочных пород анализируются по текстурно-структурным призна­кам, минеральным ассоциациям и особенностям пространственного поло­жения в осадочном бассейне.

В данном разделе будут рассмотрены только петрографические приемы анализа явлений наложенного эпигенеза.

Наложенные эпигенетические изменения можно фиксировать по неод­нородным брекчиевым и брекчиевидным текстурам, по пятнистому, по­лосчатому и гнейсовидному перераспределению компонентов, по наличию прожилков и вкраплений. В эпигенетически измененных породах обычно развиты кливаж, рассланцовка, катаклаз. Ориентировка текстур деформаций при этом обычно не совпадает с направлениями напластования. Лишь иногда ориентировка развивается в направлении слоистости пород и подчеркивает первичные их структурно-текстурные особенности.

Если все перечисленные текстурные признаки наблюдаются в породе, если они не затушеваны, а усилены структурно-минеральными преобразо­ваниями, то вторичные эпигенетические наложенные процессы не вызыва­ют сомнения. Последующие исследования сводятся к изучению новообра­зованных минеральных ассоциаций и, соответственно, к реставрации хи­мических особенностей наложенного процесса. Чаще же, особенно в слу­чае интенсивных наложенных преобразований, текстуры становятся одно­родными, и интерпретация наложенных процессов затрудняется.

В этих случаях следует прибегать не только к макро-, но и микропетро­графическим структурно-минералогическим и геохимическим допол­нительным исследованиям.

Структурные особенности пород с наложенными эпигенетическими явлениями своеобразны и разнообразны. При их анализе, прежде всего, сле­дует обратить внимание на реликтовые седиментационно-диагенетическис структуры, на особенности их преобразования, а также взаимоотношения с новообразованными структурами. Большой интерес в этом случае пред­ставляю органогенные продукты. В процессах наложенного эпигенеза они более чувствительны, чем другие компоненты, к реакциям раст­ворения, замещения и перекристаллизации. В значительной мере это яв­ление объясняется наличием в них органо-минеральных комплексов, кол­лоидных систем, кристалл озолей и др.

Замещение структурных органических элементов может происходить с повторением форм и первичного структурирования органического остатка или с полным искажением его структуры. Замещающие минералы, осо­бенно часто в псевдоморфозах, могут быть химически близки к составу органического остатка (например, карбонатно-известковый скелет - каль­цит). Однако, они могут быть и существенно другими - отличными по хи­мическому составу от скелетных остатков органогенного детрита. Напри­мер, в зоне наложенного эпигенеза, часто можно наблюдать замещение опалово-халцедоновым агрегатом известковых остатков тентакулитовых раковин и, наоборот, можно замечать развитие карбонатных минералов по радиоляриям, строящим кремнистый скелет. Также часто можно встретить псевдоморфозы сульфидов железа по растительным волокнам, фосфатного вещества по колониям онколитов и т.д.

Интенсивное или многоактное вторичное минералообразование мо­жет полностью уничтожить первичную органогенную структуру.

Обломочные структуры также преобразуются. Структурно изменяются и обломки, и поровое пространство, и цемент. В связи с тем, что в наложенном эпигенезе обломки пород оказываются погруженными в среду, которая отличается от предшествующей по ряду физико-химических па­раметров, происходят существенные их преобразования. Обломки либо корродируются, либо регенерируются, либо обрастают новыми минерала­ми. Поровое пространство, либо заполняется новообразованными минера­лами, либо, наоборот, оно увеличивается за счет эффектов растворения и выноса вещества.

Наблюдая за структурными особенностями обломков, порового пространства и новообразованных минералов, изучая и сопоставляя особеннос­ти химизма обломочного материала с химизмом новообразований, можно схематично реставрировать ход физико-химических процессов наложен­ного эпигенеза.

Заслуживают внимания и кристаллические, в первую очередь, пер­вичные структуры. Они обычно просматриваются в виде пятен и полос темноватого, микрозернистого ксеноморфного агрегата сложного состава среди более светлых крупнозернистых идиоморфных новообразований. Наложенные эпигенетические новообразования, даже если и состоят из тех же минералов, что и первичные агрегаты, отличаются особенностями компонентов примесей, физическими, оптическими, микрохимическими и геохимическими особенностями.

В целом, структуры наложенных эпигенетических процессов аналогич­ны структурам низкотемпературных гидротермально-метасоматических процессов. Они, как структуры метаморфических пород, обладают всеми их особенностями: бластезом, взаимопрорастаниями, замещениями, гра­нуляцией, порфиробластезом и т.д. Терминология при характеристике структур новообразований должна здесь соответствовать принятой для метаморфических пород [37]. Не исключено также название описываемых явлений наложенного эпигенеза как дислокационно-метасоматических.

Минеральные проявления описываемых явлений разнообразны. Наи­более распространенными среди них являются: карбонатизация, каолини­зация и окремнение, сульфатизация, сульфидизация, цеолитизация и биту­минизация. Немаловажным является процесс выщелачивания поро­образования. Его роль особенно велика при формировании вторичных коллекторов.