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

Морской бассейн по сравнению с палеоценовым обладал повышенным содержанием карбоната кальция и более высокой температурой. Об этом свидетельствует карбонатность осадков, наличие колониальных форм кораллов, массовое развитие планктона, гигантские размеры раковин некоторых моллюсков, разнообразие скульптурных украшений наружной поверхности раковин гастропод, преобладание теплолюбивых форм (Яр­

рактерные обитатели эоценовых бассейнов Русской платформы, являют­ ся стенотермными и стеногалинными организмами, не терпящими боль­ ших отклонений от высоких температур и нормальной солености морских вод. Коралловые рифы же обитают в тропических областях, где темпе­ ратура воды в приповерхностном слое не ниже +20°.

Несомненно, воды эоценовых бассейнов содержали большое количе­ ство растворенного кремнезема, позволяющего существовать и разви­ ваться организмам с кремневым скелетом. Однако высокая карбонат­ ность способствовала растворению кремнезема и препятствовала накоп­ лению кремнистых осадков большой мощности. Даже в век трансгрессии киевского моря шло накопление известково-мергелистых толщ, вмещаю­ щих при этом разнообразную и многочисленную фауну радиолярий (Кап-

сложились на юге Русской платформы лишь в конце позднего эоцена, когда, как показывают ископаемые растительные остатки, климат ста­ новится умереннее и влажнее. Произошло опреснение окраинных и мел­ ководных участков и накопление здесь кремнистых толщ промышленной мощности.

С верхнекиевскими отложениями связаны залежи диатомитов, спонголитов, трепелов, опок в областях Украинского щита, южного склона

нистыми породами палеоцена для них характерна большая примесь алеврито-глинистого материала (влияние тектонических движений) и карбонатность (обусловленная в значительной степени климатом).

3 . II. Глезер

ДИАТОМОВЫЕ ВОДОРОСЛИ МЕЗО-КАЙНОЗОЯ И ИХ РОЛЬ В ОБРАЗОВАНИИ КРЕМНИСТЫХ ПОРОД

Диатомовые породы, в образовании которых ведущая роль принад­ лежит диатомовым водорослям, широко распространены почти по всему Земному шару. Местами массовые скопления панцирей этих водорослей образуют толщи диатомитов, достигающие нескольких сот метров.

30

Диатомеи, образующие самостоятельный тип ВaciНапора, это одно­ клеточные, микроскопические (средняя величина их 10—100 мк) водо­ росли с кремневым панцирем, состоящим из двух половинок. Толщина

нослойные (ламинарные) или двухслойные (популярные). У последних пространство между двумя слоями разделено вертикальными перегород­ ками на отдельные камеры-альвеолы. Камеры открываются внутрь клетки и наружу порами, чаще всего затянутыми ситовидной мембраной, пронизанной мельчайшими отверстиями различной формы. Стенки пан­ цирей ламинарного типа также имеют многочисленные мелкие отверстия около 0,5 мк в диаметре, нередко поделенные на еще более мелкие перфорации. Через мельчайшие поры, размеры которых близки величине молекулы сахара, происходит обмен веществ клетки с внешней средой. Площадь, занимаемая отверстиями, составляет от 10 до 30% площади створки (Hendey, 1 9 6 9 ). Такая высокая пористость панциря у совре­ менных и ископаемых диатомей являются одним из приспособлений к парению в толще воды и вместе с тем объясняет высокую поглощаю­ щую способность и низкий удельный вес диатомитов.

Диатомеи в настоящее время являются одной из наиболее широко распространенных групп водорослей, населяющих водоемы различного типа. В отличие от других водорослей, кроме света, нитратов, фосфа­ тов и других биогенных веществ для нормального развития диатомей требуется кремний, который идет на построение их панциря. По послед­ ним данным (Helmke, 1 9 5 4; Hendey,1954; Lund, 19 6 6 а ), кремний пан­ циря аморфный, он составляет около 75% сухого веса клетки. При кон­

меями для построения панциря, являются в настоящее время глубинные

Одной из особенностей диатомей, способствовавших накоплению

нийского залива ежегодно откладывается до 10 млн. т биогенного кремнезема, 90% которого приходится на долю панцирей диатомей.

31

томовых пород (некоторые отличия в цифровых данных разных авторов отчасти объясняются различной величиной и весом панцирей в зависи­ мости от вида). В озерных ленинаканских диатомитах насчитывается

Участие диатомей в образовании осадочных пород установлено с позднего мела. Достоверные редкие находки диатомей относятся к ран­ ней юре (Диатомовый анализ, 1 9 4 9 , книга 1 ). Судя по тому, что раннеюрские диатомеи имеют уже довольно сложную локулярную струк­ туру, эта группа водорослей, по-видимому, возникла значительно рань­ ше. В литературе имеются сведения о появлении их в позднем докемб­

Калифорнии (Маастрихт, формация Морено) и найденная Н.И. Стрельни­ ковой ( 1 9 6 8 ) в Западном Приуралье, Ульяновской обл. (сантон), в Корякском хребте (Маастрихт), морская, вероятно, неритическая, до­

разие структуры, вероятно, позволит выделить этот вид в особый позд­ немеловой род.

Довольно полная библиография палеонтологических исследований по ископаемым морским диатомеям до 1 9 6 6 г. имеется в книге В.С.Ш е- шуковой-Порецкой ( 1 9 6 7 ) , а по пресноводным неогеновым - в ра­ ботах А. И. Моисеевой ( 1 9 7 1 ) , Ванландингама (Vanlandinham, 1 9 6 4 ,

1 9 6 7 ) . 3. Ржегаковой (Rehakova; 1 9 6 5 ) .

32

Палеогеновая морская флора отличается еще большим систематиче­ ским разнообразием, чем позднемеловая; так, для СССР известно около

несызранская свита) и с восточного склона Урала (нижнеталицкая под­ свита) очень близки по комплексам видов. По-видимому, в таких же сходных условиях развивались и раннеэоценовые флоры, известные из Западно-Сибирской низменности (нижнелюлинворская подсвита), Дании

(формация Молер), ФРГ (Benda, 1 9 6 5 ).

Удивительной однотипностью характеризуются средне-, позднеэоценовые флоры Западно-Сибирской низменности (верхнелюлинворская под­ свита), Западного Казахстана (верхнетасаранская подсвита и акчатская

и севера ФРГ (Benda, 1 9 6 5 ).

Диатомовые флоры конца эоцена, несмотря на то, что они развива­ лись в различных морских бассейнах имеют целый комплекс общих ви­ дов. Их находки приурочены к верхнекиевской подсвите Украины, Кур­ ской и Ростовской областей, к касьяновской свите Воронежской обл., верхней части максаульской свиты Западного Казахстана, Океаниче­ ской формации о. Барбадоса, сланцам Kellog и Sidney Калифорнии, диа­ томитам Оамару Новой Зеландии, донным осадкам тропической зоны Ти­ хого океана, в районе островов Туамоту.

Неогеновые, преимущественно миоценовые, морские флоры описаны из многочисленных месторождений юга Европейской части СССР, Са­ халина, Камчатки, Курильских островов, Западной и Южной Европы, Севера Африки, Индии, Японии, островов Прибылова, Северной и Южной Америки, Индонезии.

Флоры этих месторождений отличаются большим своеобразием, но для некоторых регионов установлены общие черты в их развитии. Так, исключительное богатство миоценовой флоры Черноморского бассейна (только для юга Европейской части СССР И.В. Макаровой и Т. Ф. Ко-

водорослей, свойственных водоемам различной солености. Для этой фло­ ры характерно обильное развитие бентосных видов родов: Achanthes, Cocconeis, Diploneis, Mastogloia, INavicula, Amphora* Hhopalodia, Campylo— discuso Для миоценовой и плиоценовой флор Тихоокеанской палеобио­ географической области типичны в основном планктонные виды родов

Thai assiosira, Rouxia, Denticula» В этой области происходило постепен­ ное изменение флоры диатомей от миоцена к плиоцену и плейстоцену, тогда как в Средиземноморской палеобиогеографической области разви­ тие миоценовой флоры приурочено к Черноморскому, а плиоценовой - к Каспийскому бассейнам (Купцова, Парамонова, 1 9 6 8 ; Ушакова, Уш­

ко, 1 9 7 1 ).

33

3 1327.

Диатомовая флора четвертичного времени по систематическому со­ ставу идентична современной и также отражает многообразие условий внешней среды. По данным А.П. Жузе (1 9 6 8 ), распределение диатомо­ вых плов в Мировой океане в плейстоцене и голоцене было сходно с современным. Как известно, в настоящее время диатомовые илы обра­ зуются в Антарктике, экваториальной зоне и в северной части Тихого

дения палеогеновых и, вероятно, позднемеловых диатомитов приуроче­ ны I тропической и субтропической зонам, располагавшимся в палеоге­ не между 5 0 ° с.ш. и 4 5 ° ю.ш. (Крашенинников, 1 9 6 9 ). Тепловодный характер позднемеловых и палеогеновых диатомей косвенно подтверж­ дается сходством их морфологии с обитателями залива Кампече и при­ брежных вод острова Ява. На близость палеоценовых диатомей Сред­

мому, в различных географических поясах. В среднем миоцене, вероят­ но, продолжалось накопление диатомитов в тропической зоне, например на острове Ява (Reinhold, 1 9 3 7 ). Диатомиты миоцена и плиоцена на Дальнем Востоке образовались, по—видимому, в холодноводных усло­ виях. Как указывалось выше, для них одним из наиболее типичных родов является Thalassiosira, Эколого—географический анализ совре­ менных видов этого рода, проведенный И.В. Макаровой (1 9 7 1 ), пока­ зывает, что наиболее широко распространены виды холодноводные,

Пресноводные древние диатомеи изучены слабее, чем морские. Нео­ геновые, особенно миоценовые диатомеи имеют целый ряд морфологи­ ческих особенностей по сравнению с современными, состав их значи­ тельно беднее, тем не менее, для территории Советского Союза по

ных неогеновых диатомей, А, И. Моисеева, устаналивает общие черты для миоценовых и плиоценовых комплексов Приморского, Хабаровского краев, Забайкалья, Камчатки, Японии и более отдаленное сходство с диатомеями Северной Америки.

Обзор материалов по диатомеям континентальных отложений голоце­ на дан А. Г1. Жузе (1 9 6 1 ). Систематический состав плейстоценовых и голоценовых диатомей идентичен современному.

Диатомиты континентального происхождения четвертичного возраста приурочены к областям оледенения и районам вулканической деятель­ ности.

34

А, М . Акрамходжасв. Ш. Г. Саидходжасв

ОГЕНЕЗИСЕ КРЕМНИСТЫХ ГЛИН ПАЛЕОГЕНА ФЕРГАНСКОЙ ВПАДИНЫ

Изучение и сопоставление исфаринских глин из обнажений (Исфара, Ак-турпак, Нырын) с аналогичными глинами погруженных участков

растительные остатки, налеты ярозита и тонкие прожилки гипса, секу­ щие породу в различном направлении. По данным химического анализа установлено довольно высокое валовое содержание кремнезема (кварц, опал, халцедон, алюмосиликаты), составляющее в среднем 6 4 ,5 % , со­ держание окиси алюминия 16% . Растворимый в щелочах кремнезем, от­ вечающий содержанию опала в породе, составляет 7 -8 % , содержание карбонатов, представленных кальцитом и доломитом, 2 -8 % , органиче­ ского вещества содержится от 0 ,2 до 0 ,9 % , значение pH равно 5 - 6 . Глинистые минералы сложены преимущественно монтмориллонитом и гидрослюдой с незначительной примесью каолинита.

В погруженных частях впадины глины темно-серые с обильными включениями пирита и повышенным содержанием органического вещест­

ют преимущественно монтмориллонитовый состав е примесью гидрослюды. Порода содержит такое же количество радиолярий как и в обнажениях.

Рассматривая эти данные с точки зрения существующих взглядов на образование кремнистых пород можно отметить следующее.

1. Так как кремнезем исфаринских слоев образовался за счет ра­ диолярий, то его содержание в погруженных частях также должно быть высоким, однако такого явления мы не наблюдаем, к тому же содер­ жание радиолярий не превышает 1 5 -2 0 % площади шлифа, что безуслов­

но недостаточно, если принять их как основной источник кремнезема.

деятельности мало вероятно, так как кремнезем, обязанный этой дея­

тельности, должен распространяться на значительное расстояние, хотя бы в пределах южной части впадины. Однако фактический материал не соответствует и такому решению вопроса, несмотря на то, что вулка­ нический материал, привнесенный из других районов (Иран, Кашгария) встречается в среднеэоценовых отложениях.

35

ностных условиях они были подвержены микробиологическому разложе­ нию с образованием органических кислот, углекислоты и других хими­ ческих соединений, имеющих высокую химическую активность.

Как отмечает А.И, Перельман (1 9 6 8 ) кремнезем легко растворяет­ ся и мигрирует в щелочных содовых водах, в которых также легко миг­ рируют гумусовые вещества и алюминий. Для содового процесса харак­ терны: а) интенсивная миграция кремнезема, окремнение пород, корродированНость зерен кварца, полевых шпатов и других силикатов; б) сов­ местная миграция кремнезема и алюминия обусловливает образование алюмосиликатов типа палыгорскита. Г.В. Комарова (1 9 6 5 ) считает образование цеолитов продуктом содового эпигенеза. Необходимо от­ метить, что цеолиты обнаружены в настоящее время только в исфаринских слоях и только в поверхностных условиях. На электронно-микро­ скопических снимках исфаринских глин (фракции менее 0 .0 0 1 мм), взятых из обнажений (Исфара, Камыш—Баши, Ак—турпак), видны иголоч­ ки палыгорскита, что подтверждает проявление здесь именно содового процесса.

Поскольку в исфаринских слоях содержится значительное количество

Таким образом, следует отметить, что повышенное содержание крем­ незема в исфаринских слоях характерное для поверхностных условий, обязано гипергенным процессам, а не вулканической деятельности й пышному развитию радиолярий.

В. IT. Семенов, Б. В. Аскоченский,

В. Н . Селезнев

РАЗМЕЩЕНИЕ, ГЕНЕЗИС И ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КРЕМНИСТЫХ ПОРОД ВЕРХНЕГО МЕЛА ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ

Исследования трепелов верхнего мела, предпринятые на геологиче­ ском факультете Воронежского университета, дали новые сведения о их природе. Они позволяют сделать вывод об эпигенной природе трепе­

36

лов (Семенов, Селезнев, 1 9 7 2 ) и считать их продуктом метасоматического замещения первично-осадочных органогенных карбонатных ме­ ло-мергельных пород верхнего мела (преимущественно кокколитофорид, рабдолит и их обломков) аморфным кремнеземом в период формирова­ ния коры выветривания по карбонатным породам верхнего мела в кон­ тинентальный перерыв в конце верхнего мела и начале палеогена.

Основным подтверждением выдвинутой точки зрения являются дан­ ные, полученные при изучении трепелов под электронным микроскопом методом угольных реплик. Послойное изучение трепелов Хотынецкого, Фокинского, Курского, Благодатненского и других месторождений Во­ ронежской антеклизы показало, что кремнистую основу породы состав­ ляет глобулярный опал, присутствующий в виде тонкогранулированной равномернораспыленной массы, заместившей псевдоморфно в основном многочисленные остатки панцирей кокколитофорид, рабдилит и их об­ ломки. Без особого труда устанавливается идентичность кокколитофид трепелов и подстилающих и замещающих их по простиранию карбо­ натных пород, с той лишь разницей, что в трепелах наряду с хорошо сохранившимися панцирями часто видны только "каркас" или "тень", разрозненные фрагменты бывших кальцитовых панцирей, метасоматиче­ ски замещенные опалом (рис. 1, 2 ).

Примечательно, что в трепелах и вообще в кремнистых породах верх­ него мела Воронежской антеклизы не было обнаружено ни одной диатомеи, очень редко встречаются радиолярии и спикулы губок. Таким образом, приведенные данные дают основание считать, что первичный породой для образования трепела были не диатомиты, а мергель или мел, которые в процессе эпигенеза были замещены кремнеземом и превращены в трепел. Этот основной вывод подтверждается и другими данными, полученными при изучении трепелов. Так, просмотр под поля­ ризационным микроскопом шлифов трепела различных месторождений показал, что в нижней части разреза они постепенно переходят в под­ стилающие и замещающие по простиранию мел или мергель. В тех случаях, когда карбонатные породы основания обогащены алевритовы­ ми прослоями, они видоизменяются до состояния трепеловидного алев­ ролита или даже песчаника с опаловым цементом. В породе явно со­ храняются текстурно-структурные особенности нижележащих карбонат­ ных отложений. Средняя часть разрезов представлена породами, наи­ более полно отвечающими трепелам как таковым. Глинисто-кремнистый материал алевропелитовой структуры в них сочетается с пылеватым кварцем, гидратированным мусковитом, серицитом, мелкими зернами глауконита. Кремнистый материал, представлен главным образом гло­ булярным опалом, который составляет 3 0 -4 0 % породы. Опал равномер­ но распределен по полю шлифа и образует псевдоморфозы по раковинам фораминифер, обломкам раковин пелеципод и трудно определимому дет­ риту.

В наиболее полных разрезах трепелы верхней пачки очень часто об­ наруживают явные признаки вторичных изменений. Среди обычных гли­ нистых минералов, гидрослюды и монтмориллонита, в верхней части разреза появляются каолинит и серицит. Вдоль микротрещин видны ко-

37