2. Глубинный (гк), или поздний, катагенез

Глубинный (поздний) катагенез, или мезокатагенез, постепенно сменяет ранний катагенез на глубинах 2-3 км и прослеживается на платформах в грабеновых прогибах до 5-6 км, а в геосинклиналях или зонах с повышенным тепловым потоком — иногда до меньших глубин. Таким образом, мощность зоны позднего катагенеза достигает 4 км. Температура возрастает на этом интервале от 100 до 200°С, давление — от 700-800 до 1200-1500 атм, пористость уменьшается от 15 до 2%, а объемная плотность приближается к максимальной — 2,6 (Лучицкий, Громин, 1967; Стетюха, 1964; Чепиков и др., 1972; Черников, 1969, 1981; Шванов, 1980). Подземные воды высокоминерализованы (более 300 г/л), после выпадения карбонатов становятся сульфатными, суль- фатно-хлоридными, а после выпадения сульфатов в твердую фазу — хлоридными (Блох, 1969; Гавриленко, Дерпгольц, 1971; Диагенез ..., 1971; Пиннекер, 1984; Файф и др., 1962, 1981). Вблизи соляных толщ могут выпадать и хлориды.

Главный процесс — уплотнение, приводящее к исчезновению пори­стости. Оно осуществляется разными способами, во-первых, механиче­скими: обжатие пластичных, некомпетентных зерен (обломков глин, глинистых сланцев, слюд, алевролитов, базальтов, слюдистых сланцев и др.) вокруг крепких, компетентных (кварца, кварцитов, кремней, гра­

нитов и др.), внедрением вторых в первые (инкорпорация), образовани­ем механоконформной структуры (см. рис. 2.5, з). Во-вторых, поровое пространство полностью заполняется цементом — кварцевым, полевош­патовым, серицитовым, хлоритовым, баритовым, кальцитовым, цеоли- товым и др. В-третьих, в отмытых от глинистого цемента существенно кварцевых песчаниках происходят растворение в твердом состоянии под давлением и сближение кварцевых зерен по микростилолитовым швам с одновременным сопряженным разрастанием их за счет перемещенного из зоны растворения кремнезема в направлении, нормальном к давле­нию, с образованием регенерационного цемента. Возникает гранобла- стоподобная структура. Аналогично, хотя и меняются в меньшей мере, калиевые полевые шпаты и плагиоклазы. Продолжается и обычное рас­творение (коррозия) силикатов.

Глинистый цемент песчаников перекристаллизовывается с упроще­нием состава в результате гидрослюдизации и хлоритизации. Но глини­стое вещество глинистых пород остается неперекристаллизованным, т.е. по прогрессивным преобразованиям оно отстает от малообъемных участ­ков глинистого вещества — цемента, в чем сказывается эффект “подуш­ки” — больших масс тонкозернистого или аморфного вещества. Однако стадиальные прогрессивные изменения в направлении гидрослюдизации и хлоритизации происходят и в глинах (трансформация глинистых ми­нералов); кроме того, они испытывают физические преобразования, в результате которых теряют способность к размоканию и превращаются в аргиллиты. В позднем катагенезе происходят дальнейшее отжатие воды из глинистого вещества и газовой фазы из органического вещества, даль­нейшая его деструкция, диспропорционирование водорода (внутреннее перераспределение веществ в молекулах), полимеризация кислых ком­понентов. Битуминоидные компоненты обогащаются высокомолекуляр­ными соединениями, возрастает содержание масляных фракций, вклю­чая и нефтяные углеводороды — микронефти. Разрываются связи орга­нического и минерального, глинистого вещества, и последнее преобразу­ется дальше быстрее.

При температурах 60-150°С (градация МК1-МК3), т.е. в начале поз- днего катагенеза и, может быть, еще в конце начального, образуется максимальное количество жидких углеводородов — нефти, что позволи­ло Н.Б. Вассоевичу назвать этот интервал главной фазой (и зоной) неф- теобразования (см. табл. 3.14). Она приурочена чаще всего к глубинам от 2,5 до 5,0 км, на которых образуются каменные угли марок от Д (длиннопламенных) и Г (газовых) до Ж (жирных). Отражательная спо­собность витринита Ят на этом интервале возрастает от 0,66-0,7 до

1. 3%. Несколько сдвинут на большие глубины максимум жирного газа, или газоконденсата: от 3,5 до 6,5 км, т.е. на интервал с коксовыми (К) и отощенно-спекающимися (ОС) углями, когда отражательная способ­ность витринита в масле увеличивается до 2%. Еще глубже (6-8,5 или даже до 9 км) расположен третий максимум газообразования —самый . большой, что позволило выделить его как главную зону газообразования (ГЗГ), аналогично выше расположенной главной зоне нефтеобразования (ГЗН). ГЗГ частично опускается и в апокатагенез, т.е. в метагенез, в зо-

ну тощих (Т) углей и даже в зону полуантрацитов (ПА), отражательная способность Лщ которых повышается до 3,5%.

Катагенез органического вещества с 1972-1975 гг. выражают также в единицах LOM (от 1 до 20), предложенных А. Худом, К. Гутьяром и Р. Хикоком, которые изучили непрерывный разрез миоцена Новой Зелан­дии с углями от бурых (лигнита) до антрацита и разделили его на рав­ные отрезки с порядковыми номерами 1-20 (см. табл. 3.14), обозначаю­щими уровни метаморфизма органического вещества (level of organic metamorphism).

Песчаники в зоне ГК все сцементированные, рыхлые отсутствуют. Карбонатные породы перекристаллизованы, превращены в мраморы, т.е.' стали уже метаморфическими породами, в которых, однако, хорошо сохраняются биокомпоненты. Кремневые породы халцедоновые и кварц-халцедоновые, опаловые практически исчезают.

Помимо реликтовых глауконита, каолинита, отчасти смешанно­слойных, смектитов, гидромусковита и хлорита появляются трансфор­мированные серициты, хлориты. Обычны новообразования кварца, пла­гиоклазов, калишпатов, цеолитов, барита, ангидрита, пирита в виде ку­биков, изредка анатаза и других титанистых минералов. На протяжении , катагенеза в целом в результате углефикации растительных пород со­держание углерода повышается от 70 (бурые угли) до 80% (коксовые и отощенно-спекающиеся).

пример замещение кальцитом доломитов и доломитов магнезитом, пла­стическое выжимание и растворение солей, особенно хлоридов. Они ста­новятся неустойчивыми и неравновесными в условиях ГК. Вслед за ни­ми изгоняются из геологического разреза производные органического вещества с газовой составляющей, которая вместе с углеродом превра­щается в газовые или жидкие флюиды, удаляющиеся, эвакуирующиеся из мест и горизонтов первичного пребывания. Остается лишь наиболее устойчивая часть биолитов — углеродистая с незначительной долей ле­тучих. Третьим минеральным типом, обнаруживающим признаки не­устойчивости, являются карбонатолиты, которые, однако, еще остаются в разрезе, но уже в метаморфическом, мраморном виде. За ними следу­ют силициты, из которых опаловые не сохраняются, трансформируясь в более устойчивые халцедоновые или кварцевые. Все силикатные мине­ралы и породы еще устойчивы, практически не меняются под влиянием метаморфизующих факторов, за исключением глинистого цемента пес­чаников и более грубых кластолитов. Для перекристаллизации глини­стых пород необходимы более высокие температуры и давление, что осу­ществляется в следующих стадиях — метагенезе и метаморфизме.