Литология - Япаскурт О.В.
ISBN 978-5-7695-4685-3
Скачать (прямая ссылка):
Яснее всего проявляется трансформация терригенной триок-таэдрической слюды — биотита. Она частично (а на стадии метагенеза полностью) замещается пакетами хлорита и иллита, а излишние количества SiO2, FeO и TiO3 выводятся при этом из кристаллических решеток в форме мельчайших аутигенных кристалликов кварца, сидерита либо титаномагнетита, рутила и других минералов (см. рис. 4.13).
Гораздо масштабнее (а внешнее менее заметно) совершаются трансформации седиментогенных глинистых минералов, в особенности смектитов — различных монтмориллонитов, бейдели-тов, нонтронитов. сапонитов и других — у них при температуре 70 —80'С и выше начинают активизироваться процессы ухода межслоевых молекул HjO совместно с OB и обменными катионами (Na+, Ca2*, Mg2", Fc2*), а в тетраэдрических элементах кристаллической решетки осущестачястся частичная замена каждого 3-го катиона Si"* на катион АГ\ обладающий меньшим ионным радиусом. Этим процессом нарушается баланс кристаллических зарядов. Он тут же восстанавливается привиосом в межслоевое пространство (на место «выдавленной» молекулы полы) катионов К* (рис. 7.5). Источником последних могут послужить корродируемые полевые шпаты и другие минералы из соседних слоев алевритовых, песчаных пород либо кислых эффузивов. Таким путем совершается межслоевой обмен веществом: из глин в песчаники поступают растворы SiO; (пополняющие резерв кремнезема, необходимою для развития кварцевого регенерационного цемента), а в
глины привносится из песчаников К*, что влечет за собой трансформацию смектита в диоктаэдрическую слюду — иллит.
В некоторых случаях, когда песчаные породы имели граувакко-вый состав или в разрезе присутствуют прослои туфов и вулканитов основного состава (насыщенных железом и магнием), в решетки трансформируемых смектитов вместо калия поступают в массовом количестве катионы Fe:* и Mg2+. Они совместно с анионами OH- и О-- формируют пакеты октаэдрических слоев, и в итоге возникает новообразованный хлорит.
Зоны трансформаций смектитов в иллиты или хлориты имеют толщины порядка многих сотен метров. Процессы эти осуществляются не сразу, а через переходные, так называемые смешанослойные образования. В последних часть слоев трансформирована, а другая часть на какое-то время сохранилась в прежнем виде. Постепенно, сверху вниз по разрезу процентные соотношения исходных и трансформированных слоев внутри глинистого кристалла меняются в
/і .
Рис. 7.5. Принципиальная схема процесса трансформирования кристаллической решетки монтмориллонита в иллитовую:
1—2 — анионы в вершинах тетраэдрпческнх и октаэдрических пошипи; 3—4 — катионы внутреннего выполнения этих позиции; 5 — межслоевая молекула воды !вместе с OB и обменными катионами); 6 — катион калия: 7 — направления миграции компонентов, привносимых в кристаллическую решетку (полая стрелка) и выносимых из нее (черная стрелка)
сторону увеличения последних. Полная их трансформация в слюду или хлорит завершается синхронно с предельным уплотнением породы (пористость 5 — 2 %), превращаемой в аргиллит.
В термобарических условиях глубокого катагенеза трансформационные иллиты и хлориты начинают испытывать политинные преобразования структур своих кристаллических решеток. Иллиты политипной модификации IM превращаются в серииитоподоб-ную слюду 2М|, на стадии метагенеза все слюды трансформируются в политипную модификацию 2М,, а хлориты, также меняя политипную модификацию, становятся более магнезиальными и менее железистыми.
Трансформации структур слоистых силикатов могут осуществляться в двух противоположных направлениях, названных французским литологом Ж. Милло в 1968 г. деградацией и аградаиией. Деградацией он именует «отрицательные» преобразования, связанные с выветриванием и выносом вещества, а аградацией — •положительные» преобразования, связанные с совершенствованием кристаллической структуры и присоединением вещества. В такой трактовке все перечисленные варианты трансформаций относятся к аградащюнной категории.
Примеры деградации иные, это ряды:
1) иллит -* смешанослойный -» вермикулит -> смешанослой-ный -» монтмориллонит диоктаэдрический;
2) биотит -* гидробиотит -* вермикулит -> монтмориллонит триоктаэлрический;
3) биотит -> хлорит -»смешанослойный -> вермикулит -* монтмориллонит диоктаэдрический.
Аградационные процессы будут осуществляться в обратном порядке (справа налево). Они особо активизируются при метагенезе, где зарождаются минералы, которые господствуют на ранней стадии зеленосланцевого метаморфизма, а именно: серицит и магнезиальный хлорит. Эти минералы начинают под действием фактора Ps, приобретать однонаправленную ориентировку, которая не всегда совпадает с простиранием седиментацнопной слоистости. Зарождается сланцеватая текстура, которая на выветрелой поверхности геологического обнажения способствует формированию у порол тонкоплитчатой отдельности. Поверхности плиток приобретают характерный шелковистый облик, который придают им плоскости спайности у одинаково ориентированных чешуек серицита. В этом случае можно констатировать, что аргиллит превращен в глинистый сланец. Его разновидность в случаях существенной рас кристаллизации слюд и хлоритов именуется филли-товидным сланцем (от греч. phitos — листок), который в быту называют «кровельным сланцем» за его вязкость (не раскалывается при аккуратном пробивании гвоздем) и пригодность для покрытия домов декоративной кровлей.
