3. Сульфидные конкреции.

Из материалов изучения сульфидных конкреций в угленосных отложениях можно извлечь интересную информацию о литогенетической истории угленосных отложений. Покажем это на примере угленосных отложений Беларуси. На её территории установлено три этажа угленосности: карбоновый, юрский и неогеновый. Практически все угленосные толщи находятся в Припятском прогибе. И в карбоновых, и в юрских, и в неогеновых отложениях имеются сульфидные конкреции. Это стяжения пирита размером (1–5 см) массивной, реже радиально–лучистой текстуры с песчано–алевритовой примесью. В разрезе пиритовые конкреции тяготеют к угольным пластам или даже размещены в них. Неогеновые конкреции нами детально не изучались, а вот, что касается карбоновых и юрских, то интересно вот что.

Литологическими и палеогеографическими исследованиями установлено, что карбоновые угли паралические, т.е. прибрежно–морские, а юрские угли — континентальные (фации пойм рек и зарастающих озёрных водоёмов). Вместе с тем, изучение современных торфяных болот по всему земному шару, которые являются тем местом, где зарождаются угольные бассейны, показало, что сульфидные конкреции встречаются только в приморских болотах, а в болотах, расположенных на континенте, сульфидов нет. В частности, почти нет сульфидных минералов и в многочисленных белорусских болотах. Указанная особенность вполне понятна: для того, чтобы образовались сульфиды, а они в осадочных условиях образуются в процессе сульфат–редукции, нужны органическое вещество (оно есть и в морских, и в континентальных обстановках), и сульфатная сера, или сульфат–ионы (в морских и приморских обстановках сульфатов много, в континентальных, пресноводных — очень мало).

Почему же тогда есть (и немало) сульфидные конкреции в континентальных юрских отложениях?

Разобраться в этом вопросе опять же помогли данные изотопного анализа, на этот раз серы в сульфидных конкрециях. Изотопный состав серы пиритов из юрской толщи оказался существенно более лёгким, чем из карбоновой. Величина ³⁴S чаще всего укладывается в пределы: для юрских пиритов –34,6...–24,8 ‰, а для карбоновых пиритов — –19,4...–9,2 ‰. Фракционирование (разделение) изотопов серы в процессе сульфат–редукции таково, что образующийся сульфид обогащается лёгким изотопом (³²S), причём, чем более вяло протекает процесс редукции, тем разделение сильнее, тем сульфид изотопно более лёгкий. Может ли это дать какую–то подсказку нам для решения поставленного вопроса, почему в юрских углях есть пиритные конкреции, хотя их здесь, как–будто, быть не должно? Можно рассуждать так. Торфяные залежи карбона, которые потом в недрах дали буроугольные пласты, были насыщены морской водой практически с самого начала (прибрежно–морское угленакопление). Свежий торф исключительно активный материал, сульфат–редукция здесь протекала очень интенсивно. Юрские торфяные залежи образовались в пресной воде, потом они были погребены на некоторую глубину, началась углефикация, при этом реакционная сопособность торфяного или уже угольного материала была существенно снижена. Способность участвовать в активной сульфат–редукции у этого материала была сильно уменьшена. И только потом, через миллионы и десятки миллионов лет, этот материал получил возможность контактировать с морской водой, которая поступала сюда из морских бассейнов, отложения которых установлены в разрезах выше угленосных пластов и имеют на разных участках территории различный возраст, в том числе меловой и эоценовый. Поэтому понятно, что сульфат–редукция в юрских углях протекала вяло и привела к значительно более лёгкому изотопному составу серы образованных сульфидных минералов по сравнению с карбоновыми сульфидами, которые формировались в условиях исключительно интенсивного восстановления сульфатов.

Целью этой лекции было не только рассказать какие и как образуются конкреции, но и показать, какие методы применяются для их исследований, какие выводы при этом можно получить, какие далёкие причинно–следственные связи между геологическими явлениями выявляются при изучении конкреций.