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

ломорфньге выделения чешуек гидробиотита, несколько хлоритизирован— ного по периферии. В этой части разреза в породе заметно уменьша­ ется количество алевролитовой примеси (от 2 0 % до 10—15%).

Кривые нагревания нерастворимого остатка трепелов характеризу­ ются глубокими эндоэффектами в районе 150, 5 5 0 -5 60°, свидетель­ ствующие о его гидрослюдисто-монтмориллонитовом составе, в верхней части разреза к ним присоединяется высокотемпературный экзоэффект при 950 , что указывает на появление каолинита. Последнее подтверж­ дается данными электронной микроскопии. Появление в верхней части разреза каолинита, очевидно, явилось завершающим этапом эпигенети­ ческих превращений карбонатных пород верхнего мела ( Аскоченский, 1 9 7 2 ).

На закономерное увеличение содержания глинозема снизу вверх по разрезу указывают и данные химических Анализов трепелов: от 6,32

ного) кремнезема в трепелах колеблется от 17 до 62% от общего ко­ личества SiO 2^при этом его процентные максимумы приходятся на разные горизонты, тяготеющие однако к верхней половине разреза. Спектральные анализы во многих случаях отмечают последовательные увеличения вверх по разрезу титана и стронция. С появлением карбонатности и по мере ее увеличения вниз по разрезу содержание строн­ ция падает. Характерно, что содержание бария не зависит от процент­

особенностей мергельно-меловых отложений основания, увеличение вверх по разрезу содержания А1 и TiC^, наличие каолинита, кремнистых псевдоморфоз по кокколитофоридам, следы интенсивной корродирован— ности зерен кварца являются прямым свидетельством экзогенного пути их формирования,

Ю, Н. Сеньковский

МИНЕРАЛОГИЯ, ПЕТРОГРАФИЯ И ГЕНЕЗИС КРЕМНИСТЫХ ПОРОД

МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ОКРАИНЫ

ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ И ПРЕДКАРПАТСКОГО ПРОГИБА

В разрезе осадочного чехла юго-западного склона Восточно-Евро­ пейской платформы и прилегающей части Предкарпатского прогиба един­ ственным стратиграфическим объектом развития силицитов являются отложения нижнего и верхнего отделов мела. Образования верхнего альба и нижнего сеномана этой обширной территории почти полностью сло­ жены кремнистыми породами, среди которых присутствуют почти все

40

известные в литологии главные разновидности кристобалитовых и хал­ цедоново-кварцевых пород. Силидиты также широко развиты в верхнем сеномане Среднего Приднестровья, в туроне северного Подолья запад­ ного Расточья, а также в Маастрихте Расточья.

Как породообразующий минерал, в породах мелового возраста широ­ ко развит кристобалит. Эта модификация кремнезема выступает в виде двух основных структурно-морфологических форм - глобулярного изо­ тропного кремнезема и кремнеземного вещества неясно глобулярной или гиалоподобной структуры. Первая морфологическая форма широко разви­ та в глобулярных и спонгиевых кремниевых породах, вторая - во вто­ ричных опоках Маастрихта, а также в подчиненном количестве в от­ дельных литологических типах криптобиогенных альбских опоках с. Ба-

кварцу. Установлено, что кристобалитсодержащие породы с содержани­

ление указывает на возможность использования дифрактометрии для количественного определения отдельных модификаций SiO^ в кремни­ стых породах.

Резюмируя данные минералого-геохимических исследований изотроп­ ного кремнезема из меловых образований, можно сделать такие выводы.

41

1. К наиболее древним кристобалитсодержащим осадочным образо­ ваниям юго-запада Восточно-Европейской платформы относятся верхнеальбс кие силициты.

2. В составе изотропного аутигенного кремнезема кроме низкотем­ пературного осадочного кристобалита присутствуют и менее совершен­ ные в структурном отношении фазы кремнезема. Последние составляют

4. Аутигенный низкотемпературный кристобалит представляет собой своеобразный минерал-индикатор термодинамической обстановки осадоч­ ного чехла. Захоронение низкотемпературного кристобалита среди об­ разований, прошедших отдельные этапы литогенезиса, обусловлено оп­ ределенными термодинамическими параметрами, химическими и физико­ химическими особенностями.

Минералогические, кристаллооптические и структурные исследования аутигенного кремнезема кремнистых пород позволяют выделять че­ тыре основных минеральных типа: опаловые, кристобалитовые, кварце­ вые и смешанные породы. К опаловым породам относятся образования, сложенные рентгеноаморфным кремнеземом, т.е. кремнеземом "диатомитового типа". Кристобалитовые породы сложены низкотемпературным

ному типу кремнистых пород принадлежат осадочные образования, ха­ рактеризующиеся совместным нахождением отдельных полиморфных мо­ дификаций кремнезема или его разновидностей (халцедон, кварцин, люсатит и др.).

В разрезе меловых отложений исследуемой территории широким раз­ витием пользуются мономинеральные кристобалитовые породы (трепе­ лы, опоки, спонголиты, гезы, кремни), халцедоновые (кремни, спонголиты, амфидонтовые халцедонолиты и др.) и смешанного типа (опоки, спонголиты, гезы, кремни, спикулиты и др.).

В толще платформенных образований запада Украины и северной ча­ сти Молдавии выделяем шесть горизонтов, продуктивных на кремнистое сырье: верхнеальбский, нижнесеноманский, верхнесеноманский - нижнетуронский (?), нижнетуронский, нижнемаастрихтский и верхнемаастрих­ тский.

Силициты верхнеальбского продуктивного горизонта (3 -1 5 м) представлены опоками, пластовыми кремнями, кристобалитовыми спон— голитами и вторичными трепелами. В нижнем сеномане широко развиты

4?

кристобалит—халцедоновые и халцедоновые гезы и спонголиты, а также кварцево-халцедоновые и кальцит-халцедоновые кремни. Верхнесе­ номанский - нижнетуронский (?) продуктивный горизонт ( 5 - 1 5 м) сло­ жен богатыми скоплениями высококачественных глобулярных кремни­ стых пород (приднестровские трепелы) и кварцево-халцедоновых крем­ ней, среди которых встречаются разновидности с новакулито-подобной микроструктурой поверхности скола, опоками и кристобалитовыми и халцедоновыми спонголитами. В толще писчего мела нижнего турона кварцево-халцедоновые кремни слагают продуктивный горизонт, который представлен 4 - 6 подгоризонтами кремней, мощностью 0 ,5 м и более.

НижнеМаастрихтекий продуктивный горизонт (2 0 м) сложен тезами и кальцито-кристобалитовыми и кристобалито-кальцитовыми спонголитами. Породы верхнемаастрихтского предполагаемого продуктивного горизон­ та представлены известковистыми гезами и спонголитами и в весьма подчиненном количестве вторичными опоками.

Наиболее важными объектами изучения кремнистого сырья на рас­ сматриваемой территории являются кремнистые образования вехнеальб— ского, верхнесеноманского — нижнетуронского (?) и нижнемаастрихтс— кого продуктивных горизонтов. Они представлены высококачественными пластовыми глобулярными и кристаллическими кремнистыми породами, которые должны иметь широкое использование в народном хозяйстве.

В. И. Муравьев

ОМИНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКОЙ СПЕЦИФИКЕ ОПОК

Вфациальном профиле глауконитово-кремнисто-гделовой формации среднего и нижнего течения р. Волги, среднего течения р. Дона, Прикас­ пийской впадины, Общего Сырта, бассейна р. Эмбы и северного При— аралья опоки обычно занимают положение между фацией прибрежных песков и мело—мергельными фациями открытого моря. На контакте с песчаными фациями среди опоковых образований чрезвычайно широко распространена большая гамма пород, характеризующихся различными соотношениями собственно колломорфного кремнистого вещества и вклю­ ченными в него зернами глауконита, тонкодисперсными частицами гли­ нистых минералов и обломочными зернами песчано-алевритовой размер­

ности. В отличие от обычной седиментационной слоистости с ровными поверхностями раздела фаз, различающихся по гранулометрии, в опоках не наблюдается геометрически правильного обособления различного гра­ нулометрического материала. Сгружение песчано-алевритовых зерен происходит в некотором объеме изолированными гнездами, обладающими прихотливыми очертаниями (рис. 1 ), а размещение таких гнезд не приурочивается к какому-то единому уровню. Текстура опок в целом имеет как бы пуддинговый характер. Внутри достаточно крупных (сан­ тиметровых и более) песчаных гнезд в опоках обломочный материал представлен почти одноразмерными зернами. Вмещающая масса опок также образует гомогенную массу.

43

цеолиты, глауконит и практически лишены каолинита. Этот набор аутигенных минералов обычно возникает при изменении свежего эффузив­ ного и эксплозивного материала. Толщи, вмещающие опоки, практиче­ ски лишены каолиновых глин и изобилуют опоковидными глинами монтмориллонитового состава, песками, алевролитами и глинами с цеолита­ ми или даже существенно цеолитовыми породами (Бутузова, 1964;

Шамрай, 1 9 6 4 ).

Третьей, немаловажной особенностью опок является способность этих пород длительно, в течение геологического времени сохранить в себе резерв компонентов, способных отдавать свободную кремнекислоту. В контакте с опоками широко развиты процессы вторичного окремнения самых разнообразных пород. Развитию процессов вторичного окремне­ ния (диагенетического, эпигенетического или гипергенного) способст­ вует интенсивная фильтрация вод в зоне контактов.

Рассмотренные особенности опок позволяют сделать вывод, с од­ ной стороны, о принципиально ином темпе их накопления в сравнении с темпом накопления терригенных или биогенных тонкодисперсных об­ разований, с другой стороны, состав опок заставляет предполагать

участие в их формировании больших масс свежего вулканогенного мате­ риала. Именно темп накопления вещества обусловливает с нашей точки зрения практическое отсутствие в опоках каолинита, столь показатель­ ного для диатомитов. Одноактность и быстрота образования пластовых опоковых тел объясняет и их текстурные и структурные особенности, также не наблюдаемые в диатомитах, терригенная примесь в которых распределена либо статистически равномерно, либо подчиняется сезон­ ной или иной цикличности. Наконец, резерв кремнезема, способного к перераспределению и проникновению в смежные с опоками пласты с об­ разованием корок и гнезд вторичного окремнения связан, по-видимому, с присутствием неполностью разложенного вулканогенного стекла в их составе. В этой связи немаловажен вопрос о номенклатуре кремнистых пород, поскольку под термином опок иногда описываются литифицированные диатомиты, обладающие ясной органогенной структурой и тек­ стурой, типичной для диатомитов. Примерами таких пород могут слу­ жить кудукские литифицированные диатомиты, известные в литературе под названием кудукских опок (Яншин, 1 9 5 3 ) или плотные, неразмо­ кающие диатомиты, развитые на горе Ичка (Общий Сырт).

Для понимания генезиса опок чрезвычайный интерес представляют специфические породы, описанные нами в долине р. Тык-Бутак в Примугоджарье. В этом районе вскрыта толща нижнего эоцена, представ­ ленная чередованием песков, кварцитовидных песчаников, опок, алевро­ литов, глауконитовых песков и специфических песчаных глин. В припо­ верхностных оплывших участках обнажений эти глины имеют облик тон­ ко переслаивающихся песчано-глинистых образований. Однако изучение текстуры таких пород в свежих сколах позволяет установить в них признаки, уже описанные для песчанистых опок. Глинистая составляю­ щая пород резко обособлена от песков, но расположение глин и песков гнездовидное, без правильной последовательности расположения гнезд в плане и в разрезе. Песчаные скопления возникают на произвольных

45

Глава И . ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И РЕСУРСЫ КРЕМНИСТЫХ ПОРОД

СССР И ЕГО РЕГИОНОВ

//. М. Ппрпнова, И. //. Цихоцкая

КРЕМНИСТЫЕ ПОРОДЫ ПАЛЕОГЕНА УКРАИНЫ И ИХ ГЕНЕЗИС

зерна алеврито-песчаной размерности и глинистый материал, в зависи­ мости от количества последних выделяются глинистые и песчанистые разности. Из аутигенных минералов в кремнистых породах встречены глауконит, пирит, кальцит и минералы гидроокислов железа. Общим для Елеех кремнистых пород палеоцена является более высокая степень их цементации, чем для пород верхнего эоцена.

ментации, иногда встречаются рыхлые разности, в которых макроскопи­ чески заметно присутствие спикул; б) опоки, содержащие спикулы гу­ бок от единичных экземпляров до 50%. В наиболее чистых разностях их прослеживаются редкие обломки спикул. Из других органических остатков в опоках присутствуют единичные радиолярии и диатомеи, в известковистых разновидностях - фораминиферы. Макроскопически опоки плотные, белые, серовато-белые и серые; в) р а д и о л я р и т ы - сложе­ ны радиоляриями, содержание которых достигает 90%. Макроскопически

зерен, кварца, полевых шпатов, слюды, глауконита и глинистых минера­ лов, органические остатки в них отсутствуют. Макроскопически это легкие породы белого, светло-желтого, зеленовато-серого или серого цвета, различной прочности.

Кремнистые породы приурочены к краевым частям палеогенового бассейна, а в Днепровско-Донецкой впадине к некоторым купольным структурам. В связи с разной интенсивностью трансгрессии моря в па­ леоцене и в верхнем эоцене площади преимущественного их распростра­ нения смещены относительно друг друга; если в палеоцене они охваты­ вают только борта впадин, то в верхнем эоцене сдвинуты на поднятые

47

структуры (Украинский щит, Донецкий кряж и др,). Кремнистые породы отлагались в фации верхней мелкой части шельфа, размещение которой вдоль Украинского щита и Донецкого кряжа обусловливалось сложной конфигурацией этих структур. Наиболее благоприятными для накопления кремнистого материала вдоль берега были приподнятые участки типа отмелей, на которых в спокойных условиях, не подавляемые привноси­ мым терригенным материалом, интенсивно развивались диатомитовые водоросли, губки, радиолярии (Баранова, 1966) .

Главным фактором, способствующим интенсивному образованию крем­ нистых пород, являлось биогенное осаждение двуокиси кремнезема, ко­ торое происходило в палеоценовом и в верхнеэоценовом бассейнах.

Поступление растворенной SiC^ в морском бассейне вызвало в при­ брежной зоне массовый расцвет кремневых организмов, осаждение и растворение которых обусловило насыщение кремнеземом илового рас­ твора. Неравномерное распределение в исследуемых породах кремнистого породообразующего вещества, различная сохранность фауны моллюсков и наличие лишь их отпечатков на участках с наиболее высокой сте­ пенью цементации объясняются изменением щелочно-кислотного потен­

ностями структурно—тектонического плана в палеогеновый период; кремни­ стые осадки отлагались вблизи области размыва, вдоль береговой зоны морских бассейнов, здесь характерна недалекая транспортировка SiO^ -

С. А. Мороз

КРЕМНИСТЫЕ ПОРОДЫ НИЖНЕГО ПАЛЕОГЕНА ПЛАТФОРМЕННОЙ ЧАСТИ УССР

На Украине, как и в большинстве районов Русской., платформы, наи­ большим развитием кремнистые породы пользуются среди осадков па­ леоцена. В пределах Днепровско-Донецкой впадины (Мороз, 1 9 7 0 )

кремнистые породы слагают специфическую литофацию псельских слоев сумской свиты. Они выходят на северном борту впадины и ее краевой

Кремнистые породы псельских слоев представлены своеобразными опоковидными образованиями, среди которых выделяются опоки алеври­ товые, опоковидные алевриты и алевролиты, опоковидные тонкозерни­ стые песчаники, опоковидные мергели и алевролитовые кремнистые известняки. Диагностика этих разновидностей в большинстве случаев возможна лишь при микроскопических исследованиях. Они весьма тес­ но связаны между собой в разрезах и по площади развития, а порой

48

в пределах одного и того же шлифа можно наблюдать участки, соответ­ ствующие по структурно-типоморфным особенностям нескольким разно­ видностям опоковидных пород.

Макроскопически опоковидные породы серые, пепельно-серые, дым­ чато-серые, реже темно-серые и светло-зеленовато—серые. Они обычно массивные, легкие, плотные, трещиноватые, с неровным шероховатым иногда полураковистым изломом, порой звенят при ударе. В них весьма широко развито очаговое окремнение, выражающееся в присутствии многочисленных, обычно более темных, различных по размеру и конфи­ гурации, иногда кавернозных кремнистых конкреций и желваков, кото­ рые местами формируются в прерывистые прослои.

Микроскопические исследования показывают преобладание в основной массе рассматриваемых пород опала (6 5 -9 5 % ), нередко замещенного халцедоном. В различных соотношениях содержатся кальцит и глинистый материал (доминируют гидрослюды и монтмориллонит при подчиненном содержании каолинита), порой наблюдается интенсивное развитие гидро­ окислов железа. В основной массе неравномерно распределены зерна кварца ( 5 - 2 5 % ) , глауконита ( 2 - 1 2 % ) , полевых шпатов (0 ,1 -2 % ) и акцессорных минералов (пирит, циркон, ильменит, гранат, рутил, эпидот, дистен, турмалин и др.). Опоковидные породы в большинстве случаев неоднородны, их разности распределены беспорядочно, и лишь споради­ чески встречаются тонкослоистые или криптослоистые участки.

Для химического состава опоковидных пород палеоцена Северной Ук­

на большей площади своего распространения известковистые, причем количество карбонатов, как правило, увеличивается в нижней части их толщи. Малокарбонатные опоковидные породы псельских слоев встреча­ ются преимущественно в полосе шириной в несколько километров, рас­ положенной вдоль северной границы распространения этих отложений, где и зафиксированы указанные выше выходы их на дневную поверх­ ность. Следует полагать, что в данном случае происходит интенсивное выщелачивание карбонатов и замещение их кремнеземом в зоне гипергенеза. Процесс этот продолжается и в современных условиях, а основ­ ными агентами его являются минерализованные подземные и грунтовые воды с высоким показателем pH, сток которых направлен в сторону осевой части Днепровского артезианского бассейна.

Существенную роль в сложении опоковидных пород имеют органиче­ ские остатки. Среди них часто преобладают спикулы и стеррастры гу­ бок, так что порода порой по составу напоминает спонголит. Встреча­ ются ископаемые остатки фораминифер, моллюсков, ихтиофауны, расти­ тельный детрит. Под микроскопом нередко отчетливо видны диагенетическое и эпигенетическое замещения первичного вещества органических остатков.

Помимо Днепровско-Донецкой впадины, палеоценовые отложения пользуются распространением в пределах Причерноморской впадины (Ба­ ранова, 19 6 6) . Однако в этом регионе кремнистые породы присутству­ ют лишь в верхней части разреза Палеоцена, в составе мирненских

49

4 1327