Литология. Кн.1 - Фролов В.Т.
ISBN 5-211-02865-1
Скачать (прямая ссылка):
Химический анализ определяет не только химический, но и минеральный состав силицитов и помогает выяснить их геохимическую и формационную специфику и генезис. Применяется как общий (полный или частичный) силикатный, так и различные виды рационального анализа. Так, важнейшую характеристику силицитов — количество опала — определяют по содержанию растворимого кремнезема, извлекаемого 5%-м раствором соды или слабой NaOH на кипящей водяной бане. Методы щелочных вытяжек постоянно совершенствуются, и ими можно варьировать в зависимости от типа породы и степени извлечения кремнезема не только из биофрагментов разных групп организмов, но и из абиогенного кремнезема и силикатов (например, из цеолитов и смекти-тов). О количестве несилицитного кремнезема судят по глинозему, явно происходящему из силикатов. Для этого содержание глинозема умножают на коэффициент 1,5 или 2,0, в зависимости от преобладающего типа силикатов, например гидромусковита или монтмориллонита. Помимо основных компонентов — окислов (см. 1.4.2), необходимо определение Сорг, Р2О5, форм железа и серы. Спектральным анализом определяются малые, редкие и рассеянные элементы, позволяющие установить формационную специфику и генезис силицитов.
Метод инфракрасной спектроскопии (ИКС) в последнее десятилетие прочно вошел в практику диагностики кремневых минералов (И.И. Плюснина, А.Г. Власов, М.А. Левитан, Ю.Н. Сеньковский и др.). Он основан на записи спектров отражения и пропускания минералами инфракрасных волн и наибольшие результаты дает в комплексе с рентгено-дифрактометрическим и другими методами. Установлено, что каждому кремневому минералу свойствен свой ИК-спектр пропускания, причем биогенные и природные седиментогенные минералы отличаются от гидротермальных и искусственных. Рентгеноаморфный опал имеет ИК-спектр с широкими полосами. Первая, самая интенсивная полоса без четкого экстремума находится в области 1240-1090 см"1. Значительно расширена и третья полоса — 485 см"1. Часто выделяется, кроме того, полоса 1650 см"1, свидетельствующая о большом содержании кристалло-химически не связанной воды, колебаниями молекул которой и вызвана эта полоса (см. рис. 6.1,6).
Более структурно совершенный изотропный кремнезем, отвечающий опал-кристобалиту, характеризуется более четким экстремумом глав-
ной полосы пропускания 1110-1120 см" , шире становится полоса 480 см"1. Полоса 618 см"1 обусловлена небольшим содержанием кристобали-та. Эта модификация кремнезема наиболее широко распространена среди верхнемеловых и нижнепалеогеновых спонголитов, трепелов и опок. Еще более структурно совершенный кремнезем со значительным содержанием кристобалита отличается четкой полосой 625-630 см"1 (см. рис. 6.1, а).
Метод ИКС улавливает небольшие (менее 1%) содержания щелочей, карбонатов и других примесей, которые не устанавливаются рент-генодифрактометрически, т.е. оказывается часто более чувствительным не только к структурным особенностям, но и к химическому составу (Плюснина, 1977; и др.).
Рентгенодифрактометрия, наиболее информативная для веществ с упорядоченной структурой (для кристаллических минералов), оказывается малоэффективной для многих силицитов, среди которых обычны аморфные. Поэтому на дифрактограммах они маловыразительны (Китайгородский, 1952; Плюснина, Левитан, 1975; Рентгенография 1983). Так, рентгеноаморфный опал характеризуется обширным гало (см. рис. 6.1, в) — сильнодисперсным рефлексом в диапазоне углов 20=18-26° (около 4,9-3,4 X). Интенсивность этого гало достигает 50-60% по отношению к интенсивности рефлекса 3,34 X кварца, если принять величину последнего за 100% (Сеньковский, 1977, с. 67).
При появлении в опале кристаллической фазы, т.е. с началом рас-кристаллизации, дифрактограммы становятся более дифференцированными и четкими. Эти промежуточные фазы между рентгеноаморфным опалом (опалом А) и низкотемпературным кристобалитом, чаще всего называемые "опал-кристобалитами" (О-К), нередко подразделяются по степени структурной зрелости, или раскристаллизованности, на О-К-1 и О-К-П. Структурная упорядоченность в них начинается с закономерного сочетания тетраэдров Si02 в одном, горизонтальном, направлении, тогда как образующиеся слои по вертикали чередуются незакономерно: то с периодом повторяемости 2, что отвечает тридимитовой структуре, то с периодом повторяемости 3, отвечающим кристобалитовой упаковке. Ю.Н. Сеньковский (1977) подчеркивает, что в рассматриваемом минеральном образовании кристобалит и тридимит не являются самостоятельными минеральными фазами, а представляют собой лишь структурные элементы этой формы кремнезема. Последняя при низкой степени упорядоченности кристобалитовых и тридимитовых слоев (О-К-1) дает дифрактограмму с хорошо выраженной выпуклостью (гало), ось которой отвечает 4,0-4,1 А. Гало несет кристобалитовый рефлекс 4,12-4,09 А и более слабый тридимитовый — 4,3-4,28 X, а нередко рефлекс 2,49 X. У О-К-П кристобалитовый рефлекс 4,12-4,09 X более интенсивный и четкий. Он осложнен тридимитовым рефлексом в области 4,30-4,28 X, а также часто и кварцевым эффектом — 4,26-4,24 X. Кроме того, четко фиксируется эффект 2,51-2,49 (см. рис. 6.1, г).
