15.3. Сульфидные конкреции

На примере угленосных отложений карбона и юры Припятского прогиба рассмотрим, какую информацию об истории седиментогенеза и литогенеза этих отложений можно извлечь, изучая распространенные в них сульфидные конкреции.

Литологическими и палеогеографическими исследованиями установлено, что карбоновые угленосные отложения Припятского прогиба паралические, т. е. прибрежно-морские, а юрские — континентальные (фации пойм рек и зарастающих озерных водоемов). Отложения и того и другого возраста содержат многочисленные сульфидные конкреции, представленные стяжениями пирита с песчано-алевритовой примесью. Размер конкреций 1—5 см, текстура массивная, реже радиально-лучистая. В разрезе пиритовые конкреции тяготеют к угольным пластам или размещены непосредственно в них.

Присутствие пиритовых конкреций в континентальных угленосных отложениях юры требует специального обсуждения. Дело в том, что изучение современных торфяных болот земного шара, а они — именно то место, где зарождаются угольные бассейны, показало, что сульфидные конкреции встречаются только в приморских болотах, а во внутриконтинентальных — сульфидов нет. В частности, почти нет сульфидных минералов и в многочисленных современных белорусских болотах. Указанная особенность закономерна. Осадочные сульфиды образуются в процессе сульфат-ре­дукции. Для его протекания нужны органическое вещество, содержащееся и в морских, и в континентальных обстановках, и сульфатная сера, которая в морских и приморских условиях имеется в достатке (ее содержит морская вода), а в пресноводных континентальных — практически отсутствует.

Объяснить причину присутствия пиритовых конкреций в континентальных угленосных отложениях юры помогли данные изотопного анализа серы в конкрециях. Изотопный состав серы конкреционных пиритов из юрской толщи оказался существенно более легким, чем из карбоновой. Величина ³⁴Sюрских пиритов изменяется от –34,6 до –24,8‰, карбоновых — от –19,4 до –9,2‰.

Для трактовки названных цифр важно знать, что в процессе сульфат-редукции образующийся сульфид обогащается легким изотопом (³²S), причем, чем более вяло протекает процесс редукции, тем сильнее идет разделение изотопов, т. е. тем больше концентрация легкого изотопа в сульфиде.

Торфяные залежи карбона, которые при захоронении в недрах превратились в буроугольные пласты, были насыщены морской водой с момента образования (прибрежно-морское торфонакопление). Свежий торф — исключительно активный материал, сульфат-редукция с его участием протекала интенсивно, весьма значительное фракционирование изотопов серы между сульфатом и сульфидом произойти не успело. Юрские торфяные залежи образовались в пресноводной среде, были погребены на некоторую глубину, испытали углефикацию, в результате чего реакционная способность органического материала существенно снизилась. И только потом, через миллионы и десятки миллионов лет после тор­фонакопления, этот материал получил возможность контактировать с морской водой, которая поступала сюда из морских бассейнов, отложения которых залегают выше угленосных пластов и имеют на разных участках территории различный возраст, в том числе меловой и эоценовый. Поступление морской воды в юрские отложения вызвало здесь сульфат-редукцию и образование пиритовых конкреций. Сульфат-редукция протекала вяло и привела к значительному фракционированию изотопов и более легкому изотопному составу серы пирита по сравнению с пиритом карбоновых отложений, который формировался в условиях интенсивного восстановления сульфатов.

Таким образом, по изотопному составу серы сульфидных конкреций можно судить об условиях угленакопления.

Внимательный читатель спросит, являются ли сульфидные конкреции в юрских отложениях диагенетическими. Ведь они формировались под влиянием морских вод, а диагенез этих континентальных отложений протекал в среде пресных вод, поскольку существом процессов диагенеза является связь осадка с породившей его средой седиментации. Действительно, сульфидные конкреции в карбоновых отложениях диагенетические, а в юрских — катагенетические.

113