Литология - Япаскурт О.В.
ISBN 978-5-7695-4685-3
Скачать (прямая ссылка):
В самом начале стадии катагенеза (в верхах разреза катагенети-ческой зоны) породные изменения в целом мало интенсивны, но контрастны. Здесь, например, сосуществуют рыхлые пески с включениями раннекатагенетических карбонатных конкреций и пласты различно сцементированных песчаников. Их литифицирован-ность тоже неоднородна. В одних слоях зерна-песчинки очень слабо скреплены пленочками глинистого вещества, в других — более крепкая цементация обеспечивается аморфным агрегатом опала, кристаллизуемого впоследствии в халцедон, а еще в иных — песчаные частицы очень прочно запечатаны кристаллически-зернистыми агрегатами аутигенных карбонатных минералов (кальцита, доломита или сидерита). Карбонатные породы здесь тоже частично перекристаллизованы, но в большинстве своем они сохраняют еще ясные признаки структуры исходного осадка. Гипсы ангидри-тизируются, отдавая свою Н=0. Кремневые породы остаются преимущественно опаловыми. А глины пористы (80 — 60 %). Их минеральные составы полностью унаследованы от диагенетической стадии.
Далее вниз по разрезу стратисферы пористость всех видов пород, как правило, уменьшается, а сцементированность и пере-кристаллизованность отдельных пластов учащаются. Происходит как бы противоборство двух категорий разнонаправленных процессов: уплотнения и цементации, которая препятствует уплотнению. Легче всего поддаются уплотнению глины (рис. 4.10), ко-
О 20 40 60
Пористость, %
Рис. 4.10. Связь пористости с глубиной захоронения глин (по данным Г.Чилингаряна и Х.Рике; из кн. Н. Б. Вассоевича, 1990)
торые уменьшают свою пористость до 5 — 10 %, а потом — до 2— 3 % и становятся в конечном итоге неразмокаюшими аргиллитами. Листоватые и игольчатые частички глинистых минералов при этом приобретают плоско-параллельные ориентировки, предельно сближаются друг с другом. В итоге пласты глин, превращаемых в аргиллиты, уменьшают свою толщину до 1,5 — 3 раз, иногда даже больше. Но песчаники и некоторые виды известняков ведут себя в тех же условиях иначе. Многие из них вскоре после начала катагенетической стадии прочно цементируются аутигенным кварцем либо карбонатами и, погружаясь глубоко, не поддаются ли-тостатическому давлению, не меняют толщины своих пластов. Их цементация обусловлена проникновением в поры внутрисистемных флюидов. Если же таковые по какой-то причине отсутствовали или не успевали повлиять на аутигенное минералообразование (при быстрых темпах погружения породы), то пески уплотнялись, но иначе, чем глины. В песках сперва происходила переукладка обломочных частиц. Их изначально свободная укладка по кубической сетке обеспечивала пористость осадка в 47,6 % (расчетная величина для идеализированной — шарообразной формы и одинакового размера песчинок).
Возникшая под давлением более компактная, тетраэдриче-ская, переукладка частиц снижает пористость до 25,9 %. Жесткий каркас минеральных зерен до некоторых пор выдерживает нагрузку Рл. При ее интенсивном росте наступает в конце концов момент, когда минеральный каркас не способен выдержать сопротивление к Ps. Однако массового механического раздробления зерен при
этом не происходит, потому что они находятся не под односторонним нажимом лабораторного пресса, а пребывают внутри крупного геологического тела, где вектор Ps встречает противодействие среды не только снизу, но и со всех остальных сторон. Поэтому сдавленные кристаллические частицы вместо хрупкого разрушения поддаются процессам химического растворения и отчасти пластическим деформациям. Эти процессы стимулируются, помимо Р„ ростом и обязательным присутствием межзерновой пленочной или гигроскопической воды. Так возникает гравитационная коррозия минеральных агрегатов (см. подразд. 4.1). Ее результаты отчетливо видны под микроскопом: различно ориентированные обломочные частицы кварца, полевых шпатов и других минералов вклиниваются друг в друга, как будто металлические шарики в пластилин. Но в данном случае это не пластилин, а твердый кристалл (его обломок), который под нажимом более прочного соседа испытал частичное растворение. Микросцепления взаимовклинившихся зерен придают бесцементному песчанику почти такую же механическую прочность, какая бывает свойственна сцементированным песчаникам, при ничтожных величинах пористости — в пределах единичных процентов или их долей.
Тут надо особо подчеркнуть, что прогрессирующие породные преобразования не сводятся лишь к формам вторичных микроструктур и к количественным изменениям физико-механических параметров.
Главный признак углубления катагенеза — это качественные изменения составов седиментофонда и аутигенных минералов, а также ОВ. Например, распространенные при начальном катагенезе аморфные минералы (опал, коллофан и др.) вскоре уступают место хорошо о кристалл изо ванны м модификациям; водонасыщен-ные цеолиты (десмин, гейландит и др.) заменяются маловодными (ломонтит, сколецит); появляются аутигенные минералы из семейств, которые часто бывают породообразующими в метаморфических сланцах, но здесь они представлены в относительно скромных количествах — такие как альбит, эпидоты, хлориты, сфен, рутил, турмалин и др. Вещества, потребные для их синтеза, извлекаются из корродируемых седиментогенных и диагенетических минералов.
