Освіта конкрецій

Мабуть, найяскравішим процесом діагенеза є утворення конкрецій. Конкреції - це відокремлені від породи, що вміщає по формі і складу тіла, які утворюються в результаті своєрідних процесів концентрування речовини в осаді. Це не суворе визначення конкрецій, але воно відображає суть справи. Справа в тому, що фахівці в галузі вивчення конкрецій, а найбільш відомими в колишньому СРСР вченими в цій галузі є _._. Македонов і П.В .Заріцкій, які називають свою науку конкреціологіей, надзвичайно розширюють коло об`єктів своєї науки, відносячи до конкрецій навіть атмосферні опади у вигляді граду. Заради інтересу зауважу, що Н.М. Страхов, вивчаючи відкладення крейдяного віку на Північному Кавказі, назвав конкреції залягає в цих відкладеннях пласт сідеріта, що простягається від Новоросійська до Сочі. Підставою для такого віднесення було те, що Н.М. Страхов вважав, що цей пласт утворився на стадії діагенеза по конкреційні механізму.

Конкреції бувають карбонатні, сульфатні, крем`яні, сульфідні, фосфоритові, що складаються з оксидів заліза і марганцю, і іншого складу. Конкреції найчастіше мають розмір від декількох міліметрів до півметра. Хоча деякі конкреції можуть утворюватися не тільки на стадії діагенеза (наприклад, залізо-марганцеві конкреції утворюються частково в седиментогенез), все-таки найбільш типові вони для диагенетической стадії.

Щоб познайомитися з цим дуже цікавим продуктом стадії діагенеза, розглянемо три види конкрецій, які є в осадовому чохлі на території Білорусі. Це крем`яні конкреції у відкладеннях верхньої крейди і верхнього девону, карбонатні конкреції у відкладеннях верхнього девону, сульфідні конкреції у відкладеннях карбону і юри.

крем`яні конкреції

Крем`яні конкреції, про які ми хочемо розповісти, називаються ще Желвакова кременями. Вони зустрічаються, як правило, в карбонатних відкладеннях і поширені в багатьох регіонах світу, особливо ldquo-предпочітаяrdquo- відкладення крейдяного віку. На території Білорусі крем`яні конкреції приурочені до карбонатних відкладень верхнього девону і верхньої крейди.

Желваковиє кремені добре представлені в верхнедевонских (франско, Семилукский) карбонатних відкладеннях басейну Західної Двіни, де вони утворюють стратиграфически витримані горизонти, які спостерігаються в берегових відслоненнях і кар`єрах поблизу м.Вітебськ (Верхів`я, Руба, Гралево) і простежуються на сотні кілометрів на захід до г .Рігі.

У доломітах кар`єра Гралёво встановлено 9-11 горизонтів кременів потужністю 5-20 см, локалізованих в толстоплітчатих доломітах і приурочених до площинах нашарування доломіту. Горизонти з кременю віддалені один від одного на 20-100 см і мають вигляд ниток з нанизаними чотками. Кремній доломіт - це швидко літіфіціровавшіеся освіти дрібного шельфу із залишками багатою і різноманітною фауни.

Кремневмещающіе відкладення позднемелового віку на території Білорусі - пелагічні слаболітіфіцірованние освіти формації писального крейди, широко розвиненою в Європі і на Близькому Сході. Кремені зустрічаються в верхньокрейдяних відкладеннях всіх ярусів (від турона до маастрихта). Найбільша поширеність жовен кременю властива західним районам Білорусі. Кремені можна добре спостерігати в крейдяних кар`єрах (Береза, Грандічі під Гродно, в районі Волковиська). У розрізах крем`яні жовна утворюють чётковідние горизонти потужністю 3-30 см, приурочені до площин окремо крейди, віддаленим один від одного на 30-60 см. На відрізку крейдяного розрізу в 10-15 м, що спостерігається в кар`єрах, налічується до 6-7 горизонтів кременів . Іноді площині окремо трасуються ldquo-раковини мостовиміrdquo-. До речі, варто сказати, що і в девонських, і в крейдяних відкладеннях кремені приурочені до площин нашарування (окремо). Природа поверхонь (площин) нашарування (окремо) пов`язана з періодичними змінами умов накопичення опадів. Найімовірніше, ці поверхні відзначають паузи в седиментації, що супроводжувалися деякої літіфікаціей осаду (ми ці речі розглядали в попередній лекції при обговоренні діагенеза карбонатів).

Петрографія. Форма, розміри і текстури крем`яних жовен з девонських відкладень сильно варіюють. Найбільш часті виділення ізометрічни-округлої, подовжено-овальної і амёбовідной форм. Зустрічаються також дискоїдальне, веретеноподібних, циліндричні, неправильно-незграбні і інші форми. Розміри кременів від 1 до 20 см-контакт їх з вміщають доломитами різкий.

Кремені зазвичай сірі, світло-, рідше темно-сірі, однорідні без видимої слоістості- нерідкі і концентрично-тонкополосчатие. Полосчатость визначається чергуванням більш світлих і темних слойков, ширина яких змінюється від часток міліметра до 1 см.

Жовна, як правило, облямовані кіркою (0,5-1,5 см і більше), складеної білим досить рихлим кремнеземом. Відомі випадки, коли процесом руйнування (окорshy-ковані) жовна охоплені повністю. Зустрічаються жовна цілком білі, іноді зі збереженим ядром сірого кременю.

Крем`яні жовна девонських відкладень переповнені залишками організмів (брахиоподи, гастроподи, остракоди, двустворки, водорості), повністю заміщених кремнеземом, численні ходи илоедов. Сліди раковин в кременях не несуть хоча б слабо виражених слідів механічної ломки, що свідчить про швидку літіфікаціі жовен, що захищало раковини від ущільнення.

Для девонських кременів вельми характерна плямисто-мереживна Мікротекстура, обумовлена розподілом серед основної кріптокрісталліческіе (нижче дозволу оптичного мікроскопа) маси кремнезему кілька більш крупнозернистих - микрокристаллических (мікрокварц lt; 5-10 мкр) - ділянок різної форми, що представляють собою, по-видимому, колишні залишки організмів. Часто великі фауністичні залишки складені мозаїкою кристалів так званого мегакварца (20-2000 мкр і більше). Зустрічаються облямівки обростання стінок каверн і тріщин в кременях халцедоном (збірний термін для позначення волокнистих різновидів кварцу). Ще одна структурна різновид кремнезему в кременях зустрічається в зовнішніх кірках. Це майже ізотропні агрегати безлічі дрібних кристалів. Скупчення дисперсних частинок такого кремнезему в світлі виглядають чорними і бурими, а в відбитому - через інтенсивне розсіювання білими. Такий кремнезем є продуктом руйнування кварцу і називається маршаллітом.

Форма жовен кременю в крейдяних відкладеннях так само різноманітна, як і в девонських. Вони так само чітко відокремлені в письмовому меле, як девонские - в доломітах. Розміри жовен - від декількох сантиметрів до метра.

Крейдяним кремнію притаманний чорний і темно-сірий колір. Типові чорні кремені, що просвічують в тонких відколах (флінти). Рідше зустрічається сіра і світло-сіра забарвлення. Макротекстури крейдяних кременів більш однорідні, ніж девонських. Тонкополосчатих текстур, характерних для девонських жовен, в крейдяних кременях не прийнято. У крейдяних жовнах часто відзначаються великі ядра сірого або світло-сірого кольору, оточені чорною облямівкою товщиною до 3 см.

Відзначено жовна з наскрізними отворами, гніздами крейди і білого борошнистого кремнезему, з кавернами, стінки яких покриті мікродрузамі кальциту.

Часто в поверхню жовен бувають впаяні численні і різноманітні фауністичні залишки карбонатного складу. Нерідко серед них спостерігаються великі стулки раковин іноцерами, які в результаті розтріскування набули вигляду панцира черепахи. Така трещиноватость свідчить про вплив деформацій на раковини або в процесі росту жовен, або при їх контракції в результаті зневоднення.

Кремній крейдяних відкладень часто властива досить однорідна текстура, обумовлена рівномірної укладанням кріпто- або микрокристаллического кремнезему. Разом з тим, зустрічається і плямисто-мереживна текстура, пов`язана з виділеннями микрокристаллического кварцу, рідше мегакварца на кріптокрісталліческіе тлі.

Різноманітність в досить однорідну текстурної-структурну характеристику крейдяних кременів вносять рідкісні каверни і септаріевие тріщини, що виникають при усадці (зневодненні) конкрецій (це конкреції-септарії), інкрустовані кристалами мегакварца, а також палеонтологічні залишки, які часто зберігають властивий скелетам організмів за життя карбонатний склад , але іноді заміщені кремнеземом. Деякі органічні залишки (голкошкірих, форамініфер, моховинок, іноцерами) легко впізнаються. Визначення інших важко. Імовірно в крейдяних кременях встановлено лишки радиолярий, крем`яних губок, харофітов.

Зустрічаються крейдяні кремені з нормальною поверхнею. Однак частіше вона перетворена. В одному випадку на поверхні жовна з`являються численні, то розрізнені, то у вигляді скупчень, іноді злилися між собою світліші, ніж фон, концентричні кола розміром 3-30 мм. В іншому - жовна облямовані кіркою (0,5-10 мм) щодо щільного, фарфороподобного складання, пофарбованої в білі, блакитнувато-білі та блакитно-сірі кольори. У третьому випадку кірки на кременях білі землисто-борошнисті і трохи ширші (до 15 мм), ніж фарфороподобние.

Мікроскопічне вивчення корок на крейдяних кременях показує, що вони складені кремнеземом, текстурної майже не відрізняється від матеріалу жовен, але значно гірше реагує на що проходить, в тому числі поляризований світло-причому ця особливість сильніше виявляється в землисто-борошняних кірках, ніж в фарфороподобних.

Три описаних випадку стану поверхні крейдових кременів відображають прогресуюче руйнування (маршаллітізацію) кремнезему зовнішніх частин жовен в пластових умовах, близьких до сучасних (вже після відходу моря) під впливом прісних вод, що характеризуються слабощелочнойреакцією середовища внаслідок розчинення вміщають карбонатних відкладень.

Поява концентричних кіл, що знаменує собою початковий етап перетворення жовен, пов`язане з дифузійним розподілом агресивних агентів (підлуженою води) в однорідно пористої середовищі кременю навколо центрів, якими були дрібні фрагменти карбонатних раковин. Ці центри були микрозонам підвищеної проникності і мікровогнищ подщелачивания води за рахунок розчинення карбонатних раковин (промокашка, в яку тикають чорнильною ручкою). Освіта спочатку фарфороподобних, а потім землисто-борошняних корок - наступний етап руйнування поверхні кременів.

Висновок про спосіб утворень жовен кременю, що випливає з результатів петрографічного вивчення. Вивчення текстур кременів з девонських і крейдових відкладень Білорусі показує, що Желвакова кремнеобразованіе в цілому можна визначити як постседіментаціонное явище, що представляє собою комбінацію двох процесів. Перший процес - заміщення кремнеземом карбонатної матриці. Його доказом і одночасно доказом постседіментаціонной природи кременів служить знаходження в них заміщених кремнеземом карбонатних раковин і ходів илоедов. Другий процес - зростання Желвакова тел шляхом цементації і расталкивания (відтискування) субстрату. Доказом цього процесу є відсутність реакційних контактів кременів з карбонатним субстратом, наявність в кременях (головним чином в крейдяних) розсіяного карбонатного матеріалу і значної кількості незаміщених карбонатних раковин, істотна частина яких сконцентрована на поверхні жовна, а також сама Желвакова (округла) форма кременів як результат прагнення до найбільш енергетично вигідною організації речовини, типовою для класичних конкрецій, утворених шляхом зростання від центру до периферії з р зштовхування м`якого осаду.

Мінералогія. Із застосуванням рентгенівського аналізу та ІЧ-спектроскопії встановлено наступне. 1) У всіх типах і девонських, і крейдяних кременів і розвинених на них корок переважної мінеральної фазою є a-кварц (на відміну від високотемпературного b-кварцу це низькотемпературний кварц). 2) В більшості зразків кременів в якості домішки присутні також a-тридимит і a-кристобалит, це так би мовити, менш досконалі в кристалічному щодо більш розчинні низькотемпературні модифікації кремнезему. 3) В кременях є дуже незначна кількість аморфного кремнезему. 4) За допомогою спеціальної методики рентгенівського аналізу було виявлено, що ступінь кристалічного досконалості кварцу девонських кременів вище, ніж крейдяних. Кварц корок на кременях кристаллически менш досконалий, ніж кварц самих кременів. Ступінь кристалічності кварцу сірих (ядерshy-них) зон крейдяних кременів більш висока в порівнянні з кварцом оточуючих їх чорних ділянок, що свідчить про те, що збільшення ступеня кристалічності (перекристалізація, або ldquo-визреваніеrdquo-) кремнезему в жовнах йшло зсередини до периферії.

Відео: Розкрита таємниця залізо-марганцевих конкрецій!

За допомогою електронної мікроскопії простежено дві лінії перетворення кремнезему в кременях. Перша лінія - ldquo-визреваніеrdquo- (перекристалізація) зсередини вихідної щільною (зливний) чорної маси кременю, спрямоване на освіту більш кристалічності, з великим розміром кварцових мікроагрегатів, кілька більш пористої маси сірого кольору (показати на малюнках). ldquo-Невизревшійrdquo- кремнезем залишився у вигляді товстих чорних каёмок з периферії крейдяних жовен. Друга лінія - маршаллітізація (руйнування) вихідного (чорного) або ldquo-визревшегоrdquo- (сірого) кремнезему на поверхні жовна, яка веде до формування корок, що представляють собою більш-менш пористу масу, що складається з кварцу трохи гіршій кристалличности, ніж субстрат.

Геохімія. Зроблено два цікавих геохімічних спостереження, які ілюструють зв`язок природи Желвакова кременів з характеристиками тих басейнів накопичення опадів, які породили карбонатні опади, в яких потім на стадії діагенеза сформувалися крем`яні конкреції. 1) Зміст бору в девонських кременях становить 15-40 г / т, а в крейдяних - 80-100 г / т, тобто крейдяні кремені містять відчутно більше бору, ніж девонские. Оскільки бор є індикатором солоності води басейнів седиментогенеза, можна зробити висновок, що девонський басейн був менш солоним, ніж млявий. 2) Ізотопний склад кисню девонських кременів характеризується середньою величиною d¹⁸О, яка дорівнює +27,1 permil-, а крейдяних - +32,6 permil-. Тобто крейдяні кремені изотопно набагато важчі за киснем, ніж девонские. Ми вже розглядали в одній з лекцій, що поверхневі води континентів изотопно легше по кисню, ніж морські води. (Це пов`язано з тим, що в основі поверхневих вод континентів лежать атмосферні опади, які утворюються при конденсації пари. А пар, що піднімається з поверхні води, в тому числі і головним чином Світового океану, завжди изотопно легше, ніж випаровується вода, оскільки в пар переходять більш изотопно легкі молекули H₂O). Тому, аналізуючи розподіл ізотопного складу кисню між девонскими і крейдяними кременями, приходимо до того ж висновку, що ми отримали при вивченні бору: крейдяний басейн Білорусі був більш солоним, ніж девонський.

Відео: Tract Torysh. Round stones. Mangistau. Kazakhstan..Урочіще Ториш. Кам`яні конкреції 2016-04-16

Наскільки наші висновки, зроблені на підставі геохімічних досліджень вірні з общегеологических позицій? Епіконтінентальних пелагические літофацій писального крейди Білорусі - продукт найбільшого в історії Землі таласократичну періоду, коли площа Світового океану поширилася більш ніж на 80% всієї поверхні земної кулі. Епіконтінентальних крейдяне море Білорусі було пов`язано з океаном, і склад величезної і єдиної маси води в Світовому океані крейдяного періоду слабо реагував на вплив прісного континентального стоку. Девон ж - геократіческій період, для якого було властиво формування лагунно-контінентальshy-них опадів, значна роз`єднаність морських водойм і їх частин. Це призводило в одних басейнах до періодичного течією евапорітових процесу, а в інших - до епізодичного опріснення морської води. До останніх належав і девонський басейн накопичення опадів на північному сході Білорусі, що, зокрема, підтверджується виростання в ньому харових водоростей (пласти харацита), що живуть в опрісненої воді.

Загальна схема освіти і перетворення жовен кременю. Загальна схема освіти і перетворення крем`яних жовен в карбонатних відкладеннях Білорусі представляється складається з наступних етапів.

I. В періодично повторювані відрізки франского століття (пізній девон) і позднемеловой епохи в зв`язку з геологічними подіями (наприклад, виверженнями вулканів), які могли мати місце в регіонах, досить віддалених від території Білорусі, морські течії привносять SiO<sub>2</sub> в басейн накопичення опадів. Настає розквіт крем`яних організмів (радіолярії, губки, діатомеї).

II. Кремінні кістяки, що складаються з легкорозчинних модифікацій SiO₂, розчиняються в осаді. підвищується концентрація SiO₂ в мулової воді.

III. Падіння рН навколо карбонатних раковин (а вони концентруються на площинах нашарування) в зоні сульфат-редукції призводить до відкладення SiO₂, зниження тут його концентрації в розчині і дифузії SiO₂ до цих ділянок з навколишнього осаду (раковини гастропод, голкошкірих, форамініфер, іноцерами і ін. і ходи илоедов були центрами зародження кременів, а горизонти скупчення органічних залишків - місцями майбутніх Желвакова горизонтів).

IIIа. Йде формування скелета жовна в результаті цементації осаду опалом-А і опал-СТ (опал-А - аморфний кремнезем, опал-СТ - кристобалит-трідімітовий кремнезем).

IIIб. З периферії триває нарощування скелета жовна, а всередині відбувається заміщення карбонатного субстрату кремнеземом і ldquo-визреваніеrdquo- останнього (опал-А перетворюється в опал-СТ, а опал-СТ - в кварц) (заміщення здійснюється під впливом кристаллизационного тиску на контакті випадають кристалів SiO₂ і карбонатних зерен).

IIIв. Нарощування скелета жовна припиняється, йде перетворення внутрішніх частин: відбулося повне заміщення субстрату і перетворення опала-А в опал-СТ, кварцові зони розширилися.

IIIм Відбувається подальше ldquo-визреваніеrdquo-: опала-СТ вже немає, ядра складені кварцом більшою кристалличности, ніж навколишні ділянки.

IV. Желвакова горизонт виведений в зону дії прісних метеогенних вод.

IVа.Сформіровалась кірка з маршаллітізірованного кварцу.

Коли ми виводили схему формування Желвакова кременів в карбонатних відкладеннях, ми в основному робили акцент на ті загальні риси, які виявили при вивченні їх петрографії, мінералогії і геохімії девонських і крейдових кременів. Ці загальні риси в основному такі: а) залягання в карбонатних відкладеннях, б) приуроченість до площин нашарування, в) близькість морфології, г) велика кількість фауністичних залишків у жовнах, д) близькість мінералогічного складу, е) наявність кірок на жовнах.

Відео: Тарасенко Геннадій, кульові конкреції, блискавки

Разом з тим, є і різниця між девонскими і крейдяними кременями: а) кварц, з якого складається девонские жовна, кришталево більш досконалий, ніж кварц крейдяних кременів, що, можливо пов`язано з геологічним віком, б) девонские кремені мають більш виражені кірки, зазнали в більшій ступеня руйнування, ніж меловие- це, можливо, пов`язано з великим часом перебування в зоні прісних вод і більшою проникністю девонських відкладень, ніж крейдяних, в) при утворенні девонських кременів велику роль грав процес заміщення кремнеземом карбону ного субстрату, а не расталкивания і відтискування осаду, як в крейдяних, що пов`язано з більш швидкою літіфікаціей мілководних девонських відкладень, ніж щодо глибоководних крейдяних, г) вміст бору і ізотопний склад кисню в девонських і крейдових кременях розрізняються, що пов`язано з різною солоністю ( і палеогеогеграфіей) девонського і крейдяного басейнів накопичення опадів.

Ось так в загальних рисах утворюються, перетворюються і вивчаються типичнейшие продукти діагенеза - крем`яні конкреції, або крем`яні жовна.

Ми дуже детально розглянули крем`яні конкреції. На розборі карбонатних і сульфідних конкрецій ми не будемо зупинятися настільки детально. Підкреслимо лише найцікавіші моменти, які можна виявити, вивчаючи ці конкреції.

карбонатні конкреції

У глинисто-карбонатних і карбонатно-глинистих відкладах межсолевой девонской товщі Прип`ятського прогину досить широко поширені карбонатні конкреції. Форма конкрецій різноманітна: лінзовідная, еліпсоїдна, бобовидна, лепёшковідная, неправильна, але зазвичай подовжена - паралельно шаруватості порід, що вміщають. Мінімальний розмір конкрецій, який визначається в шліфах, складає долі міліметра. Максимальний розмір конкрецій по керну визначити важко, проте конкреції в 15-20 см спостерігалися. Конкреції мають чіткий контакт з вміщають породами. Часто простежується огибание конкрецій шарами порід зверху і знизу (малюнок). Це свідчить про те, що в той час, коли формувалися конкреції, осад був ще пластичним, тобто це відбувалося швидше за все на стадії діагенеза. Огібаніе конкрецій шарами вміщають відкладень обумовлено або ущільненням осаду після освіти конкреції, або розштовхування осаду зростаючої конкреції. Іноді верхні шари породи, що вміщає огинають конкреції, а нижні - лежать горизонтально (малюнок). Це свідчить про те, що нижня частина осаду до моменту конкреціеобразованія була вже в якійсь мірі літіфіцірована. Можливо, тут ми маємо справу з паузою в осадконакоплении, приводила до формування літіфіцірованной кірки на морському дні, про що ми говорили при розгляді діагенеза карбонатних опадів.

Породи, що вміщають конкреції, представлені мергелями, глинистими мергелями, карбонатними глинами і аргіллітамі- характер карбонатності порід різний, зустрічаються вапняні, доломіту і перехідні різниці порід. Конкреції же складені вапняками, глинистими вапняками, рідше мергелями в різному ступені доломітовими і доломітістимі. Уже з цього литологического опису видно, що конкреції багатшими карбонатних матеріалом, ніж вміщають відкладення. Хімічні дослідження конкрецій і порід, що вміщають показують, що приріст карбонатності в конкрециях забезпечується в усіх випадках добавкою вапняного речовини, тобто кальциту. Таким чином, можна сказати, що конкреції формувалися в результаті збагачення певних ділянок карбонатно-глинистого або глинисто-карбонатного осаду кальцитом. Кажуть, що в даному випадку кальцит був конкреціеобразователем. Звідки ж він брався? Відповісти на це питання нам допоможе ізотопний аналіз вуглецю в конкрециях і породах, що вміщають.

Виявляється, що ізотопний склад вуглецю карбонату конкрецій істотно легший, ніж карбонату вміщають відкладень. середнє d¹³З для вивчених конкрецій -5,9 ± 0,4 permil-, а для вміщають відкладень - -1,7 ± 0,2 permil-. межі коливань d¹³З для конкрецій -12,4 ...- 1,2 permil-, а для вміщають відкладень - -4,3 ... + 0,5 permil-. Ці дані свідчать про те, що в конкреціеобразованіі брала участь вуглекислота (СО₂) Органічного походження. Ізотопний склад її вуглецю (-26 permil-) значно легший, ніж вуглекислоти, що міститься в морській воді, яка забезпечує утворення звичайних морських седиментаційних карбонатів, що мають d¹³C близько нуля. Таким чином, встановлюється, що в процес діагенетіческой конкреціеобразованія була залучена изотопно легка вуглекислота, що виділяється при розкладанні органічної речовини, що знаходиться в осаді. Головним процесом такого розкладу була бактеріальна сульфат-редукція, яка складається в окисленні (розкладанні) органічної речовини з виділенням вуглекислоти і відновленні сульфатної сірки мулових розчинів в сульфидную. Виділяється при цьому вуглекислота йшла на будівництво конкреційні карбонату.

Процес карбонатного конкреціеобразованія протікав наступним чином. Окислення розсіяного в осаді органічної речовини киснем сульфат-іонів за участю бактерій (інакше - бактеріальна сульфат-редукція) забезпечувало генерацію органогенного вуглекислоти. На зародках конкреціеобразованія, якими були здебільшого карбонатні раковини, в силу різних причин починали випадати перші порції діагенетіческой карбонату (ldquo-спусковий гачок конкреціеобразованія був нажатrdquo-). При цьому в межах цих ділянок падала концентрація вуглекислоти (вона використовувалася при кристалізації карбонату). Виникало градієнт в концентраціях СО₂ між цими ділянками і навколишнім осадом. Це сприяло диффузионному потоку СО₂ до цих ділянок, де і відбувалося випадання новоствореного карбонату у вигляді цементу між частинками седиментационного карбонату. Так росли конкреції.

Чим більше було такої органогенного вуглекислоти, а значить і новоствореного з її участю карбонату в порівнянні з наявним вже в осаді седиментаційним карбонатом, тим легший ізотопний склад вуглецю матимуть конкреції. На цій підставі деякі дослідники (Я.Е. Юдовіч) виділяють типи діагенеза.

Наприклад, так звані доманіковие відкладення (девон) Урало-Поволжя містять велику кількість изотопно важкого седиментационного карбоната- тому карбонатні конкреції, які утворилися в цих відкладеннях, незначно полегшені по вуглецю щодо вміщають порід. Це - доманіковий тип діагенеза. У юрських відкладеннях баженовской свити Західного Сибіру дуже мало седиментационного карбоната- тому тут майже весь конкреційні вуглець стався від розкладання органічної речовини. Тут конкреції мають досить легкий ізотопний склад вуглецю. Це - баженовскій тип діагенеза. Конкреції з проміжним ізотопним складом вуглецю властиві діагенез оксфордського типу.

У межсолевих же відкладеннях Прип`ятського прогину, з чого ми почали розгляд карбонатних конкрецій, зустрічаються конкреції різних типів і з різними ізотопним складом вуглецю в залежності від карбонатності вміщають відкладень і кількості органічної речовини в осаді.

сульфідні конкреції

З матеріалів вивчення сульфідних конкрецій в вугленосних відкладеннях можна витягти цікаву інформацію про літогенетіческіх історії вугленосних відкладень. Покажемо це на прикладі вугленосних відкладень Білорусі. На її території встановлено три поверхи вугленосності: карбоновий, юрський і неогенових. Практично всі вугленосні товщі знаходяться в Прип`ятському прогині. І в карбонових, і в юрських, і в неогенових відкладеннях є сульфідні конкреції. Це стяжения піриту розміром (1-5 см) масивної, рідше радіально-променистою текстури з піщано-алевритової домішкою. У розрізі піритові конкреції тяжіють до вугільних пластів або навіть розміщені в них. Неогенові конкреції нами детально не вивчалися, а ось, що стосується карбонових і юрських, то цікаво ось що.

Литологическими і палеогеографічними дослідженнями встановлено, що карбонові вугілля Приморський, тобто прибережно-морські, а юрські вугілля - континентальні (фації заплав річок і заростають озерних водоймищ). Разом з тим, вивчення сучасних торф`яних боліт по всій земній кулі, які є тим місцем, де зароджуються вугільні басейни, показало, що сульфідні конкреції зустрічаються тільки в приморських болотах, а в болотах, розташованих на континенті, сульфідів немає. Зокрема, майже немає сульфідних мінералів і в численних білоруських болотах. Зазначена особливість цілком зрозуміла: для того, щоб утворилися сульфіди, а вони в осадових умовах утворюються в процесі сульфат-редукції, потрібні органічна речовина (воно є і в морських, і в континентальних ситуаціях), і сульфатна сірка, або сульфат-іони (в морських і приморських ситуаціях сульфатів багато, в континентальних, прісноводних - дуже мало).

Чому ж тоді є (і чимало) сульфідні конкреції в континентальних юрських відкладеннях?

Розібратися в цьому питанні знову ж допомогли дані ізотопного аналізу, на цей раз сірки в сульфідних конкрециях. Ізотопний склад сірки пиритов з юрської товщі виявився істотно більш легким, ніж з карбонової. величина d³⁴S найчастіше вкладається в межі: для юрських пиритов -34,6 ...- 24,8 permil-, а для карбонових пиритов - -19,4 ...- 9,2 permil-. Фракціонування (розділення) ізотопів сірки в процесі сульфат-редукції таке, що утворюється сульфід збагачується легким ізотопом (³²S), Причому, чим більш мляво протікає процес редукції, тим поділ сильніше, тим сульфід изотопно більш легкий. Чи може це дати якусь підказку нам для вирішення поставленого питання, чому в юрських вугіллі є піритні конкреції, хоча їх тут, как-будто, бути не повинно? Можна міркувати так. Торф`яні поклади карбону, які потім в надрах дали буровугільні пласти, були насичені морською водою практично з самого початку (прибережно-морське вугленагромадження). Свіжий торф виключно активний матеріал, сульфат-редукція тут протікала дуже інтенсивно. Юрські торф`яні поклади утворилися в прісній воді, потім вони були поховані на деяку глибину, почалася углефікація, при цьому реакційна сопособность торф`яного або вже вугільного матеріалу була істотно знижена. Здатність брати участь в активній сульфат-редукції у цього матеріалу була сильно зменшена. І тільки потім, через мільйони і десятки мільйонів років, цей матеріал отримав можливість контактувати з морською водою, яка надходила сюди з морських басейнів, відкладення яких встановлені в розрізах вище вугленосних пластів і мають на різних ділянках території різний вік, в тому числі крейдяний і еоценових . Тому зрозуміло, що сульфат-редукція в юрських вугіллі протікала мляво і привела до значно більш легкому ізотопним складом сірки освічених сульфідних мінералів в порівнянні з карбоновими сульфідами, які формувалися в умовах виключно інтенсивного відновлення сульфатів.

Метою цієї лекції було не тільки розповісти які і як утворюються конкреції, а й показати, які методи застосовуються для їх досліджень, які висновки при цьому можна отримати, які далекі причинно-наслідкові зв`язки між геологічними явищами виявляються при вивченні конкрецій.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!