10. Диагенез. Диагенетические минералы.

Общая схема диагенеза (по Страхову) – это совокупность процессов, превращающих осадок в горную породу. Сущность этих процессов заключается в физико-химическом уравновешивании различных компонентов осадка в поверхностных условиях (при температурах от 00 до 300-500 при давлении от поверхностных до 100 атм., иногда выше).

Осадок представляет собой многофазную неуравновешенную систему Т+Ж+Г, насыщенную кислородом, сульфат-ионами, оксидами железа, марганца и кремнезёмом в форме коллоидов. Кроме того, в осадке содержится большое количество живых организмов в форме бактерий, которые нуждаются в кислороде и интенсивно его поглощают.

Донные илы в осадочных бассейнах, содержащие глинистый материал, сорбируют разнообразные катионы, которые легко обмениваются на химические элементы из наддонной воды (обменные катионы). Таким образом, приспособление реакционноспособных компонентов друг к другу и отражает сущность диагенеза.

Выделяют две подстадии в диагенезе:

• 1 – ранняя, на которой отмечается поглощение организмами свободного кислорода из иловой воды – это окислительный этап преобразования осадка;

• 2 – восстановительный этап наступает после перекрытия окислительной зоны новыми порциями осадка, когда в системе не остаётся свободного кислорода, и тогда бактерии используют кислород сульфатов, оксидов железа, марганца, ванадия, хрома – эти соединения восстанавливаются, и среда из окислительной превращаются в восстановительную. Этому способствует разложение органического вещества, которое приводит к газообразованию. В осадок при этом выделяются метан, сероводород, углекислый газ, аммиак, водород, азот и другие газы, в зависимости от исходного вещества и вида бактерий.

В результате поровая вода обогащается гидрокарбонатами, фосфором, органическим веществом, углекислым газом или сероводородом, метаном, аммиаком. Eh при этом снижается до – 150-300 mv, а рН возрастает до 8,5.

Всё это вызывает течение двух процессов: обмен веществ между наддоной водой и иловыми растворами – в зоне «А», а в закрытой системе зоны «Б» происходит аутигенное минералообразование.

На контакте с наддонными водами – в окислительной зоне формируются оксиды и гидроокислы железа и марганца, опал, а в иловом осадке в восстановительной зоне выпадают в осадок кальцит, арагонит, доломит, сульфиды железа, фосфаты, алюмосиликаты (глауконит, монтмориллонит, гидрослюды и смешаннослойные фазы глин).

Для диагенеза характерны следующие процессы: уплотнение осадка за счёт вышележащих отложений; дегидратация и гидратация; переработка осадков илоедами и бактериями; образование устойчивых минеральных модификаций за счёт неустойчивых в данной обстановке минералов; кристаллизация и перекристаллизация; минеральные новообразования.

В связи с этим для диагенетических минералов характерно тонко рассеянное состояние вещества с образованием пелитоморфных и колломорфных (аморфных) структур, возникновение плёнок вокруг обломков. Диагенетические минералы служат цементирующей основой для обломочных пород.

Кроме того, на диагенетической стадии образуются различные стяжения, желваки, конкреции, которые могут быть сложены карбонатами, сульфидами железа (марказитом), фосфатами, кремнезёмом и т.д. Как правило, эти образования формируются на заключительном этапе стадии диагенеза.

Одновременно с этими процессами осадки уплотняются, из них отжимаются иловые растворы, породы литифицируются.

Таким образом, движущей силой процессов диагенеза служит внутренняя энергия самой системы осадка.

Общая глубина зоны диагенеза может наблюдаться от нескольких десятков метров, максимум – 300 метров от поверхности суши, а в морях и океанах диагенетический процесс затягивается и здесь глубина диагенеза может достигать 500 – 1000 метров.