11. Как действует механизм химической дифференциации осадочного вещества? к образованию каких пород она приводит?

Химическая дифференциация

совокупность геохимических процессов, происходящих в гидросфере, приводящих к избирательному переходу растворенных веществ в твердую фазу в зависимости от изменения температуры, давления и др.

12. Диагенез. Характеристика. Диагенетические минералы, причины их возникновения.

Диагенез.

Осадок, накопившийся на дне водоема или на поверхности суши, обычно представляет собой неравновесную систему, состоящую из твердой, жидкой и газовой фаз. Между составными частями осадка начинается физико-химическое взаимодействие. Активное участие в преобразовании осадков принимают обитающие в иле организмы.

Во время диагенеза происходит уплотнение осадка под тяжестью образующихся выше него слоев, обезвоживание, перекри­сталлизация. Взаимодействие составных частей осадка между со­бой и окружающей средой приводит к растворению и удалению неустойчивых компонентов осадка и формированию устойчивых минеральных новообразований.   Разложение отмерших животных организмов   и   растений  вызывает   изменение окислительно-восста­новительных и щелочно-кислотных свойств осадка. К концу диагенеза жизнедеятельность бактерий и других организмов почти пол­ностью прекращается, а система осадок — среда приходит в равно­весие.

Продолжительность стадии диагенеза из­меняется в широких пределах, достигая десятков и даже сотен тысяч лет. Мощность зоны осадка, в которой протекают диагенетические преобразования, также колеблется в значительном диа­пазоне и, по оценке большинства исследователей, составляет 10— 50 м, а в ряде случаев, по-видимому, может быть и больше.

Превращение осадка в породу. Диагенез

Отложением осадка не заканчивается образование осадочной породы. Осадок должен пройти еще через одну фазу своего развития прежде, чем он превратится в нее. Разнообразные частицы, обломочные и выпав­шие из раствора, оказавшись вместе в осадке, попадают в новую среду, зачастую очень отличную от той, в которой они выделились из материн­ской породы при ее выветривании. Здесь нередко снова возникает про­тиворечие между ними и окружающей средой. Эта среда может быть еще богата кислородом и углекислотой, т. е. главными фак­торами выветривания, а среди выпавших зерен может оказаться доста­точное число еще неразложившихся материнских алюмосиликатов. Чаще здесь наблюдается недостаток кислорода, и соединения, окислив­шиеся во время выветривания или переноса, подвергаются снова вос­становлению. Величина рН здесь часто иная. Если осадок отлагается в море, то сама среда является совершенно своеобразной, представляя собой сложный реактив — раствор различных солей, который может, вступать в химическое взаимодействие с осадком. Составные части осадка имеют не только разное происхождение, но и разный состав, и между ними также зачастую начинаются химические реакции. В тот же осадок погружены организмы — маленькие химические лаборатории, не­прерывно вырабатывающие новые реактивы (СO2, NНз, H2S) и тем самым резко меняющие химизм среды. После смерти их скелеты и тела, равно как и тела организмов, живущих в верхних частях воды, скопляются на дне и, разлагаясь, снова становятся очагами химических реакций. Илоядные, иногда кишащие на дне. часто целиком пропускают весь осадок сквозь свой кишечник, раздробляя, перемешивая и меняя его. Среди выпавшего: осадка много гелей. Они постепенно те­ряют воду, дегидратизируются, даже находясь еще под водой, уплотняются, и кристаллизуются.

Под воздействием перечисленных разнообразных и иногда противо­положных факторов, 'меняющихся по мере перекрытия осадка новыми его порциями, он должен изменяться, как и в процессе выветривания, но менее энергично. Одни из слагающих его минералов перекристаллизовываются с растворением маленьких кристаллов и ростом больших; другие переходят в более устойчивые разности; третьи растворяются или разлагаются, а вместо них возникают новые минералы. Закисные соеди­нения переходят в окисные, а при перемене условий — снова в закисные. Осадок твердеет вследствие: 1) дегидратации и «старения коллоидов», 2) перекристаллизации и 3) выделения в порах новых веществ, цементи­рующих его целиком или отдельные его участки, что: ведет к образова­нию конкреций. Цементация, впрочем, отнюдь не является непременным результатом диагенеза. Известны породы очень древние, оставшиеся совершенно рыхлыми, тогда как в некоторых условиях осадок, выпа­дая, сразу образует твердые слои (Бермудские острова, Бразилия, глу­боководные твердые «корки»).

Из сказанного видно также, что осадочная порода представляет со­бой не нечто однородное, а сложное единство, построенное из разнород­ных и разновременных составных частей. В ней могут присутствовать; 1) реликтовые (обломочные) минералы, неизмененные обломки материн­ской породы, например, кварц, циркон, турмалин кристаллических по­род; 2) минералы — непосредственные продукты разложения первичных минералов: группа глин, слюд, хлоритов и др.; 3) чистые новообразова­ния, среди которых можно различить: а) новообразования сингенетиче­ские— продукты первичного диагенеза (фосфориты, пирит, глауконит и др.), б) новообразования эпигенетические — продукты диагенеза по­роды (пирит, кварц).

Понятно, что один и тот же минерал мыслим часто и как реликтовый, и как продукт разложения, и как новообразование, сингенетическое и эпигенетическое. Таков, например, кварц, который может оказаться во всех категориях.

Не установив происхождения составных элементов породы, их воз­никновения в тот или иной этап ее жизни, нельзя правильно, ее опреде­лить и, тем более, ее понять, а следовательно, и использовать для науч­ных выводов и для поисков полезных ископаемых.