Билет №15

1. Эволюция осадко- и породообразования в геологической истории Земли.

Что-то пытался придумать Страхов. В итоге он выделил 4 основных этапа породообразования:

1. Азойский. В начале этого этапа еще не было атмосферы и гидросферы, а была этакая непрозрачная парагазовая система (H2O,HCl,H2S,CO,CO2,CH4,аммиак). Потом началась дифференциация атмосферы и гидросферы, при этом состав у последней был кислый, из-за чего химическое выветривание на земной поверхности (базальтов) было весьма интенсивным. Размыв коры давал сильные кислоты – хлориды и фториды.

2. Археозойский. Появление жизни. С удалением из океанов сильных кислот началось накопление карбонатов, кремневых гелей, ставших впоследствии кварцитами, и высокоглиноземистых продуктов, а отсутствие свободного кисло­рода обеспечило широкую миграцию железа и марганца.

3. Протерозойско-рифейский. С удалением метана и аммиака из атмосферы вы­ветривание становилось менее агрессивным, и полное разложение сменялось гидролизом — глав­ным процессом данного этапа. В это же время появляется и фото­синтез растений, т.е. увеличивается значение кислорода => сера и сероводород начали переходить в сульфатную форму и в океане появился сульфатный ион. Хлоридные воды первого эта­па сменялись хлоридно-карбонатными во втором этапе, а в тре­тьем этапе воды стали хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатными.

4. Современный, или исторический. Этап на­чинается с кембрия, поскольку осадочное породообразование раскрывается в нем уже на наиболее достоверном фактическом материале. На данном этапе очень сильное влияние на осадоч­ный процесс оказала эволюция животного и растительного царств.

Самые очевидные примеры: появление редких углей в девоне и расцвет углеобразования в карбоне и последующих периодах, т.е. после появления наземной растительности и в процессе ее развития.

2. Диагенез и катагенез карбонатных отложений.

Постседиментационные преобразования известковых отложений представляют собой очень сложный процесс, реализуемый иначе, чем у пород глинистых и обломочных. В отличие от последних у известняков нет никакой корреляционной зависимости между глубинами их погружения в стратисфере и изменениями пористости. Уже в условиях начальных стадий литогенеза — раннего диагенеза в субаэральных и мелководно-морских условиях (приливно-отливная зона побережья) первично детритовые и оолитовые осадки с изначальной пористостью, колеблющейся от 40 до 70 % (выше, чем у терригенных песков!), в течение очень краткого промежутка времени — от первых десятков лет до десятков тысячеле­тий — превращаются в крепко сцементированный спаритовым кальцитом так называемый бич-рок с почти нулевой пористостью. И наоборот, на глубинах первых сотен и первых тысяч метров под покровом вышележащих отложений в известняках благодаря воздействию глубинных вод может развиваться пористость вторичного растворения — жеодовая и межкристаллическая. Одновременно внутри этих полостей и трещин может начаться кристаллизация из водных растворов новой генерации кристаллов спаритового кальцита. Агрегаты седиментогенных кальцитовых зерен, в свою очередь, под влиянием роста глубинных температур тоже испытывают перекристаллизацию.

В конечном итоге на стадиях глубинного катагенеза и начального метагенеза возникают мраморизованные, кристаллически- зернистые породы с так называемыми теневыми седиментогенными структурами — остатками ажурных сеточек-перегородок внутри коралловых построек либо с остатками пленочек пелитоморфных некарбонатных веществ, окаймлявших отдельные копролиты, оолиты и биогенные фрагменты. В результате чистый от примесей известняк становится мрамором, а известняк «загрязненный» различными глинистыми и терригенными примесями несколько дольше сохраняет признаки своей седиментогенной структуры; однако в обстановке зеленосланцевого метаморфизма он превращается не в мрамор, а в карбонатио-хлорит-эпидот-актинолитовый сланец, а затем в амфиболит.

Помимо упомянутых минеральных преобразований кальцита (и арагонита в кальцит) в известняках широко развиты процессы вторичной доломитизации (см. в подразд. 8.2), загипсования либо ангидритизации, а также окремнения, которое мы опишем в раз­деле о кремневых породах.

3. Что такое терригенно-минералогическая провинция?

Большой научной заслугой В.П.Батурина было введение понятия о терригенно-минералогических провинциях — областях развития одновозрастных осадочных пород, каждая из которых характеризуется одинаковым комплексом обломочных минералов (породообразующих либо акцессорных, из тяжелой фракции). Любая такая провинция имела свой собственный источник поступления обломочного материала — свою так называемую питающую провинцию. Она в древних осадочных образованиях не сохранилась, будучи полностью денудированной, но после того, как геолог откартировал какую-то пачку песчаных пород на значительной площади и выявил в ее пределах две или несколько терригенно-минералогических провинций, исследователь может наметить с достаточной степенью надежности местонахождение соответствующих питающих провинций и показать их на палеогеографической схеме. Такое построение будет иметь не только научный, но также инновационный интерес для прогноза вероятного местонахождения древних россыпей и коренных источников соответствующих им руд.