Діагенез евапорітових опадів

Ми не будемо довго зупинятися на цьому питанні, тому що геологія і літологія евапорітових відкладень - це велика, складна і окрема область, робота в якій передбачає знання про складні закони розчинності великого числа специфічних мінералів в досить концентрованих водно-сольових розчинах. Зазвичай фахівці в галузі геології евапоритів займаються тільки цими питаннями. Відзначимо лише найголовніше, що відображає специфіку діагенеза евапорітових відкладень. До речі, нагадаємо, що процес накопичення евапоритів називається Галогенез, а саме слово ldquo-евапорітиrdquo- - означає ldquo-продукти іспареніяrdquo-. До них відносяться ангідрит (СаSO₄), Гіпс (CaSO4•2H₂O), Галіт (NaCl), Сильвин (KCl), Карналіт (KMgCl₃•6H₂O), Бішофіт (MgCl₂•6H₂O), Тахгідріт (CaMg₂Cl₆•12H₂O), Мирабилит (Na₂SO₄•10H₂O), Лангбейніт (K₂Mg₂(SO₄)₃, кізерит (MgSO₄•H₂O), Тенардье (Na₂SO₄), Епсоміт (MgSO₄• 7H₂O) І ін. Це все - сульфатні і хлоридні солі натрію, калію, магнію, кальцію. До евапоріти відносяться також хемогенние карбонати, значення яких серед інших карбонатів, мабуть, не надто велике. (Зараз вважають, що переважна частина карбонатних опадів має органогенного природу).

Специфіка діагенеза евапоритів полягає в тому, що через високу здатність до розчинення і повторному осадженню евапорітових мінерали вже в діагенезе піддаються великомасштабним і часто дуже складним змінам, причому часто важко визначити, які мінерали сідали в процесі седиментації, які утворювалися на стадії діагенеза, а які на стадії катагенеза.

Соляні і сульфатні опади мають високу первинної пористістю (50%), яка заповнена межкрістальной ропою, тобто тим високомінералізованих розсолом, з якого випадав осад на поверхні і який поховані разом з осадом. Соляний осад являє собою систему, яка досить легко ущільнюється, проте головним фактором літіфікаціі солей є не механічне (граshy-вітаціонное) ущільнення, а освіту скелетно-каркасних зв`язків між кристалами соляних мінералів, які випадають вже в порах осаду, утворюючи цемент подібно до того, що ми обговорювали під час розгляду карбонатних відкладень. Кількість новостворених диагенетических мінералів може бути дуже велике. Наприклад встановлено, що при утворенні відкладень кам`яної солі (галіт) 30-60% всього Галіт утворюється в результаті диагенетической докрісталлізаціі.

Які ж причини кристалізації мінералів в порах соляного осаду? В осаді захороняется той розсіл, з якого випадав осад на поверхні і, природно, спочатку знаходиться в рівновазі з осадом. До речі, варто нагадати, що евапорітових мінерали кристалізуються, починаючи з определ`нной мінералізації розсолу, або з певною стадії його згущення (концентрування). Наприклад, випадання гіпсу починається при загальній мінералізації розсолу приблизно 140-150 г / л, Галіт - при 280-300 г / л, а Сільвіна прі 380г / л. У щойно випав соляної осад можуть надійти розчини іншого складу та іншої мінералізації в порівнянні з наявними в осаді. Це може статися в результаті короткочасного і незначного опріснення басейну галогенеза, а про існування таких епізодів ми судимо, хоча б, за наявністю тонких прошарків глинистого речовини в соляних відкладах. Ця речовина надходило з континентальним (тобто річковим) стоком. Надходження розсолів зі складом, відмінним від складу розсолу, що знаходиться в осаді, може статися в результаті віджиму в розглянутий соляної осад розсолу знизу або збоку з майже такого ж соляного осаду, але іншого мінералогічного складу. В результаті фізико-хіshy-мическая система осаду вийде з рівноваги. Розпочнеться або розчинення соляних мінералів, що в подальшому призведе до їх повторного випадання (перекрісталshy-ція), або безпосередня кристалізація мінералів в порах осаду. Дуже важливим діагенетіческой процесом, який має суттєві практичні наслідки, є заміщення Сільвіна (головного мінералу калійних руд) галітом в результаті віджиму розсолів галітових стадії згущення з опадів кам`яної солі в Сильвінітової осад (сильвин - мінерал, сильвініт - порода). Це призводить до розчинення Сільвіна (сильвініту) та відкладення на його місці Галіт. Геологам, які займаються пошуком і розвідкою калійних солей, важливо знати умови цього процесу і поширення зон заміщення сильвініту галітом.

Причинами минералообразования і розчинення в соляному осаді можуть бути також коливання температури, від яких значною мірою залежить розчинність мінералів, а також біохімічні процеси, пов`язані з розкладанням органічної речовини, яке часто в достатку захороняется в евапорітових опадах (наприклад, відновлення сульфатів з утворенням піриту). Важливою причиною диагенетических перетворень, в першу чергу кристалізації мінералів в соляному осаді, може бути випаровування порового розчину при виведенні осаду на денну поверхню при перервах в осадконакоплении. Таке явище особливо характерно для областей мілководній седиментації, і надпрілівних рівнин (сабкх). Випаровування порового розчину призводить до ще більшого його концентрування і минералообразования. З такого роду явищем пов`язано освіту Желвакова (нодулярних) сульфатних порід на сабкхах. У карбонатном осаді, що містить згущене в результаті внутрігрунтового випаровування морську воду, кристалізуються не тільки окремі кристали гіпсу, але формуються також жовна гіпсу розміром 1-2 см. Їх кількість може бути настільки велика, що осад, а потім порода являють собою скупчення таких сульфатних жовен , де роль матриці (колишнього карбонатного осаду) зведена до мінімуму. Є подібні породи і в девоні Беларусі- білоруські літологію називають їх ангідриту з текстурою ldquo-кам`яної кладкіrdquo- (показати малюнок або зразок).

Важливим для розуміння причин диагенетических процесів в евапорітових опадах є і те, що багато евапорітових мінерали, як ми бачили, є кристалогідрату, тобто в їх кристалічних решітках міститься кристаллизационная вода. При розчиненні і кристалізації мінералів і при перетворенні одного мінералу в інший або кристаллизационная вода (а вона чиста - без солей) поповнює порові розчин і тим самим знижує його мінералізацію, яку частину води з порового розчину використовується для побудови кристалічних решіток знову формуються мінералів і при цьому мінералізація ропи дещо зростає.

Найбільш поширеними мінералами, здатними переходити з одного в інший з втратою або придбанням води, є гіпс (CaSO₄•2H₂O) І ангідрит (CaSO₄). Відомо, що в розрізі земної кори у верхній зоні (приблизно до 400-500 м) поширений гіпс, а глибше - ангідрит. Але який мінерал випадає в басейні галогенеза з самого початку? В сучасних опадах єдиним сульфатом кальцію є гіпс. Зараз найбільш поширена точка зору полягає в тому, що первинної фазою є гіпс, потім дуже швидко на стадії діагенеза він перетворюється в ангідрит, і повторне його перетворення в гіпс може здійснюватися при виведенні ангідритових відкладень в зону дії прісних інфільтраційних вод.

На стадії діагенеза основні зміни зачіпають основні (породообраshy-зующие) мінерали. Наприклад, з діагенетіческой процесами в товщах калійних солей пов`язано виникнення великих ідіоморфни кристалів Галіт, Сільвіна, лангбейніта і інших мінералів, що утворюють порфіробласти, формування радіально-променистих агрегатів ангідриту, сферолітів полігаліта. В цей період виникає досить різноманітна і яскрава кольорова гамма, властива всім мінералам. Поряд з червоним кольором можна зустріти фіолетовий і синій, на світлому тлі часто виділяється яскраво-жёлтий- звичайними є блакитний, рожевий і бузковий кольори.

На стадії діагенеза евапорітових опадів має місце утворення акцесорних мінералів (другорядних, присутніх в малих кількостях). Кристалізуються кварц, доломіт, магнезит, кальцит, целестин, барит. Найчастіше ці мінерали розвиваються на тих зародках, які утворилися ще на стадії седиментації. Кристалізація здійснюється в межкрістальной просторі, поблизу пропластков і особливо в самих пропластками теригенно матеріалу. Виникаючі діагенетіческіе кристали часто ідіоморфни, іноді утворюють шестообразние і ниркоподібні агрегати. Як ми вже розглядали, раніше в евапорітових опадах відбувається перетворення і новоутворення глинистих мінералів.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!