книги из ГПНТБ / Сырьевая база кремнистых пород СССР (диатомиты, опоки, трепелы, спонголиты) [сборник статей]

Ю. iJ . Казанский

О РОЛИ ТЕРМАЛЬНЫХ ВОД В ФОРМИРОВАНИИ ОСАДОЧНЫХ КРЕМНИСТЫХ ПОРОД

В зонах выхода термальных вод на дневную поверхность в резуль­ тате изменения давления и температуры происходит выделение кремне­ зема. О масштабах осаждения могут свидетельствовать следующие рас­

стые осадки опалового, опалово—халцедонового состава покрывают дно источников и распространены по берегам ручьев, которые питаются за счет горячих ключей (Лебедев, 1 9 6 3 ) . В местах, где гидротерм мно­ го, образуются скопления кремнистых пород (гейзеритов, кремнистых туфов) мощностью до 3 0 м.

Термальные источники на дне морей изучены очень слабо. Известны случаи обогащения придонной воды кремнеземом во впадинах Красного моря (Miller et al., 1 9 6 6 ) . Здесь, в местах скопления горячих рассо­ лов содержание кремнезема в сотни раз выше, чем в обычной морской воде. До 10% аморфного кремнезема содержится в осадках этой час­ ти Красного моря. Подводные источники вулканов Бану Буху (Индоне­ зия), Северной Атлантики, Эгейского моря повышают содержание крем­

горного узла придонные воды, обогащенные кремнеземом, известны на расстоянии около 2 0 0 км от места предполагаемого их выхода на дне моря (Лавров, 1 9 6 6 ) .

В ископаемом состоянии кремнистые продукты гидротермального или гидротермально-осадочного генезиса известны в докембрийских и палео­

стые породы, источники кремнезема которых также связаны с термаль­ ными водами. Гейзериты представляют собой уплощенные, грибовидные тела размерами от нескольких сантиметров до нескольких метров в поперечнике, состоящие из кварца с примесью окислов железа. Неред­ ко видно, как под действием тяжести крупные кремнистые тела дефор­ мировали нижележащие осадки.

Гейзериты сложены зернистым кварцем, иногда со следами колломорфных структур. В ряде случаев отмечаются корочки включения тон­ козернистого кремнистого вещества, характерного больше для осадоч­ ных кремнистых пород.

Определение температур гомогенизации для гейзеритов показало

20

зонтами, прослеживающимися иногда на сотни метров. В отдельных случаях, как например в рифейских отложениях Туруханского района (Восточная Сибирь), видно, что эти породы являются фациями гейзе­ ритов, более удаленными от источника кремнезема (Казанский, Шугу-

рова, 1 9 7 0 ).

В более молодых отложениях кремнистые породы распространены в фосфатоносных отложениях Малого Каратау. Здесь пласты темно—серых слоистых кремнистых пород выполняют неровности морского дна кемб­ рийского моря, имеют следы конседиментационного перемыва (прослои кремнистых гравелитов). В них обнаруживаются седиментационные признаки в кровле пластов, в почве иногда видны следы осветления, что можно связать с воздействием термальных растворов.

Возможность возникновения кремнистых пород за счет кремнезема, приносимого термальными источниками, признается рядом исследовате­ лей. В.А. Маслов (1 9 5 8 ) описал кремнистые конкреции в карбонатных породах девона Южного Урала, которые он связывает с вулканической деятельностью. Аналогичные образования установил в песках тортона X, Кеппер (Киррег. 1 9 5 8 ). Р.Ф. Доконцев (1 9 6 2 ) считает, что источ­

ником кремнезема в пирокластических породах олигоцена Нахичеванской Мульды являлись термальные воды. Д. Гейнар и др, (Gair, Thaden, Jo­ nes. 1 9 6 1 ) описали кремнистые породы среди доломитов Коно в Ми­ чигане, которые образовались по мнению этих авторов в результате поступления кремнезема с гидротермами.

Рассмотренные примеры свидетельствуют о заметной роли кремне­ зема гидротермального происхождения в его общем балансе в морской воде. Естественно, что в геосинклинальных областях, в зонах крупных разломов, где приток термальных вод к поверхности морского дна больше, возможны случаи его непосредственного участия в формирова­ нии кремнистых осадков. Для платформ такие участки наиболее вероят­ ны в краевых частях, однако приток морских вод, обогащенных крем­ неземом, со стороны неплатформенных областей вполне вероятен на более широких площадях.

Н. И. Стрельникова

УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ КРЕМНИСТЫХ ПОРОД МЕЛА И ПАЛЕОГЕНА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Западная Сибирь, богатейшая кладовая нефти и газа, должна при­ влечь к себе внимание и как кладовая кремнистых пород. На террито­ рии Западной Сибири диатомиты, диатомитовые глины и опоки широко распространены в отложениях мела и палеогена. Позднемеловые (кампанские) диатомиты расположены вдоль восточного склона Урала. Наи­ большие их мощности (до 2 0 0 м) наблюдаются на Полярном и Припо­ лярном Урале. На территории низменности диатомиты замещаются опо­ ками и опоковыми глинами (рис. 1). Палеоценовые диатомиты и опоки встречаются лишь местами на восточном склоне Приполярного Урала,

21

Р и с. 1. Литолого-фациальная карта кампанских отложений Западной Сибири (составила Н.И. Стрельникова)

22

6 0 млн. створок

где их мощности 1 0 0 -1 5 0 м. Наибольшие площади занимают кремни­ стые породы эоцена, мощность их 3 5 0 м. Диатомиты эоцена распрост­ ранены широкой полосой в окраинных частях низменности, центральные районы заняты опоками, опоковыми глинами и слабокремнистыми гли­ нами (рис. 2 ).

В кампанском и позднеэоценовом бассейнах распределение по площа­ ди кремнистых организмов и литологический состав пород имеют взаи­ мосвязь и взаимообусловлены. Максимальное количество видов диато— мей и радиолярий приурочено к диатомитам и диатомовым глинам, в

23

опоках и опоковых глинах целые панцири диатомей обычно отсутствуют, реже встречаются полурастворившиеся остатки; количество радиолярий

таких породах встречаются полурастворившиеся или пиритизированные остатки диатомей.

Максимальные количества кремния, при котором наблюдается наи­ большая скорость роста диатомей и деления клеток, различны для раз­ ных их видов. Избыточные количества кремния могут быть токсичны.

Так, для Navicula pelliculosa (Bred.) Hilse наибольшая скорость роста отмечена при 35 мг/л Si, тогда как 70 мг/л Si было уже вредно. В опытах с Nitzschia palea (Kiitz) было найдено, что наибольшее число клеток образуется при концентрации 100 мг/л и оказывает угнетающий

Накопление диатомитов возможно при наличии ряда условий: большие количества диатомей в поверхностных слоях воды (в эвфотической зо­ не), хорошая сохраняемость створок диатомей в донных осадках и не­ значительное терригенное разбавление. Как показывают подсчеты, в 1 г диатомита насчитывается до 70 млн. створок, в диатомовых гли­

достигает 5 -10% от количества диатомей в поверхностных слоях воды. Биомасса диатомей в планктоне морей мела и палеогена была очень высокой.

Бурное развитие диатомей возможно лишь при наличии целого комплекса биогенных элементов (в первую очередь азота и фосфора, а также нитратов, нитритов, солей железа, титана, марганца, кремния и др.). Все жизненные процессы диатомей возможны только в зоне фото­

развитие диатомей. Высокая продуктивность диатомей Запа дно-Сибир- ского моря в кампане и палеогене была обусловлена, видимо, не повы­ шенным содержанием кремния в воде, а гидродинамическим режимом моря, который обеспечил постоянное поступление биогенных элементов

масштабах вне связи с динамическим резервуаром кремнезема Мирово­ го океана невозможно. Не было оно возможно и в прошлом".

Море Западной Сибири сообщалось с южными морями и с Арктичес­ ким бассейном. В морях северного полушария поверхностные течения

24

Таблица 1

Количество диатомей, силикофлагеллят и археомонад кампана (скв. 82, пос. Устьг-Манья, Приполярный Урал) в млн. створок на 1 г породы

образуют круговороты против часовой стрелки. Через Тургайский про­ лив теплые воды южного бассейна поступали в море Западной Сибири и распространялись на север, отклоняясь к востоку под действием сил вращения Земли. На севере, по—видимому, происходило разветвление течения и часть его уходила в Арктический бассейн, а другая повора­ чивала на запад и, сливаясь с шедшим из Арктического бассейна хо­ лодным течением, двигалась на юг в сторону Тургая (Чирва, 1 9 7 1 ). Столкновение теплого и холодного течений способствовало интенсивно­

1 г породы) наблюдается в северных районах низменности (табл. 2, рис. 2 ). Эти районы совпадают с областями наиболее активного водо­ обмена.

25

Закономерности распространения диатомитов на территории Западной Сибири и связь количества диатомей с особенностями гидродинамиче­ ского режима дают основание считать, что накопление диатомитов и опок в морях прошлых геологических эпох происходило аналогично об­ разованию современных диатомовых илов.

Т. А. Кцзнсцова

ОПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ КРЕМНИСТЫХ ТОЛЩ ПАЛЕОГЕНА РУССКОЙ ПЛАТФОРМЫ

Анализ фактического материала по кремнистым породам палеогена Русской платформы показал, что в стратиграфическом разрезе кремни­ стые толщи промышленного значения связаны с морскими отложениями нижнего палеоцена и верхнего эоцена. Локализуются они, как правило, в горизонтах, соответствующих относительному спаду орогенной актив­ ности (Кузнецова, 1 9 7 2 )

ПАЛЕОЦЕН

В раннем палеоцене морем были заняты южные области Европейской части СССР. Из Прикаспийской и Причерноморской впадин бассейн за­ ливом распространялся по Ульяновеко—Саратовской синеклизе в преде­

нового комплекса моллюсков составляют роды, свойственные тропиче­

Морской бассейн существовал в условиях влажного субтропического климата. Об этом говорят ископаемые остатки наземной растительно­ сти, воспроизводящие формации вечнозеленых субтропических лесов с участием кипарисов, глиптостробусов, циннамомумов, пальм, миртов,

наруживают родство с родами, ныне произрастающими в умеренной зоне Европы и Северной Америки. Основная часть реликтов палеоцено­ вой формы в современную эпоху произрастает в областях муссонного тропического климата Индо-Китая и США, обладающего влажным теп­ лым летом (средняя t июля 2 6 -2 8 ° ) и сухой непродолжительной зи­

28