Хмелевський В. О.
Особливості стадіального аналізу літогенезу

Седиментогенні текстури. Стилоліти, сутурні шви

3.2. Вторинні текстури

Седиментогенні текстури є більш “консервативні”, ніж структури, унаслідок чого багато з них зберігаються навіть у разі глибокого регіонального метаморфізму. Виконані у 1950-1970-х роках дослідження школи акад. А. Сидоренка з літології докембрію стали доказом того, що в багатьох гнейсах і кристалічних сланцях докембрію, що належать до амфіболітової та гранулітової фацій метаморфізму і мають повний бластез з багаторазовою зміною одних мінеральних парагенезисів іншими, усе ж збереглися чітко вираженими багато видів шаруватості, які морфологічно не відрізняються від текстур неметаморфізованих осадів (наприклад, шаруватості: багатопорядкова ритмічна, градаційна, коса однонапрямлена та різнонапрямлена й ін.). Речовинний склад кожного шару окремо не зберігав ніяких реліктів седиментогенної речовини, однак макротекстура зберігалася, тому що кожний шар перекристалізовувався, ставав іншим і надалі відрізнявся від сусідів новими ознаками: насиченістю або відсутністю будь-якого мінералу, розміром кристалів, переважною гранобластовістю або лепідобластовістю та ін. Вторинна кристалізаційна сланцюватість в одних випадках (і досить часто) успадковувала головне орієнтування шаруватості, а в інших – мала з нею січні контакти. Тепер добре вивчені ознаки, за якими їх можна відрізняти.

Окрім кристалізаційної сланцюватості, яка починає зароджуватися на стадії катагенезу, однак панує під час метаморфізму регіонального типу, є цілий спектр інших вторинних текстур, які необхідно знати, щоб не помилятися в палеогеографічних реконструкціях (бо первинні текстури належать до найважливіших індикаторів способу седиментації, чого вторинні прямо не стосуються). Це кільця Лізеганга – псевдошаруватість, яка виникає під дією гіпергенних процесів; стилолітові та сутурні шви, які формуються на стадіях катагенезу, і схожі на них шви флюїдорозриву під час процесів метагенетичних; шви кліважу різних типів, а також текстури брекчування та мілонітизації в зонах підвищених стресових навантажень на породи та ін. Багато з них (особливо перші з названих видів) докладно описані в літературі з петрографії осадових порід, зокрема, М. Швецовим (1958, 1963), Л. Пустоваловим, Л. Рухіним (1969), Н. Логвиненком (1984), Б. Прошляковим, В. Кузнецовим (1981), В. Фроловим (1992) та ін. Тому розглянемо головно текстури кліважу та сланцюватості.

Стилоліти, сутурні шви

Стилолітами  називають добре помітні неозброєним оком хвилясто-шипуваті (у розрізі) або клиноподібно-стовпчасті внутрішньопластові шви, покриті тонкою глинистою плівочкою, що стоншується до кінців їхніх виступів. Найчастіше вони зовні схожі на шви з’єднання черепних кісток або на синусоїду, яка сильно ускладнена скривленнями менших порядків.

Амплітуда їхніх виступів може коливатися від декількох сантиметрів до 1,0-1,5 м. Дрібніші різновиди (аж до тих, що видно тільки під мікроскопом) називають сутурними швами. Частіше вони простежуються всередині пластів вапняків, доломітів, мергелів, менше – вапнистих алевролітів та пісковиків. Крім того, сутурні шви виявлено в шліфах кварцитоподібних пісковиків зони метагенезу, а також у кристалічних сланцях з керна Кольської надглибокої свердловини.

Виникнення стилолітових швів у карбонатних товщах М. Швецов пояснював як їхнє розчинення під навантаженням товщ, що лежать вище, а нерівності – анізотропією структури цих порід. Пелітова речовина всередині швів належить до нерозчиненого залишку. Знаючи її кількість в одиниці об’єму, а також відсоток домішок такої ж речовини всередині стилолітизованої карбонатної породи, можна визначити товщину розчиненого прошарку. Таким способом виявлено, що потужності деяких платформних карбонатних формацій унаслідок стилолітизації були зменшені майже на чверть їхніх початкових розмірів.

Подальші дослідження засвідчили, що процес стилолітизації, крім розчинення, ще пов’язаний і з локально підвищеним флюїдним тиском, так що сутурні шви (у зонах глибокого катагенезу і подальших перетворень) генетично – це шви флюїдорозриву. У такій моделі тиск порід, розміщених вище, можна порівняти з запобіжним клапаном парового котла, що захлопнувся після виходу надмірних флюїдів.

Джерелами для надмірних флюїдів можуть бути різні процеси. Перш за все це трансформація смектитів у гідрослюду (або хлорит) на межі між підстадіями середнього та глибокого катагенезу. Далі це можуть бути різні метаморфогенні реакції. Як зазначали дослідники надглибокої свердловини А. Кременецький та Л. Овчинніков (1986), зона вторинного розущільнення (з текстурами флюїдорозриву) збіглася там з різкою межею між зеленосланцевою та епідотамфіболітовою фаціями. Пояснювали це тим, що підвищення температури в закритій системі привело до підвищення флюїдного тиску за принципом автоклавного ефекту та зумовило перебіг реакцій дегідратації висоководних мінералів (актиноліту, хлориту та ін.) у вихідних зеленосланцевих породах з виділенням вільної води. Їхні розрахунки засвідчили, що на тих глибинах (нижче 4,5 км) для збереження початкового об’єму виділена вода мала бути стиснута у 1,65 раза, що потребує тиску 3,0 ГПа. Оскільки це досяжне лише в мантійних умовах (90-100 км), а міцність місцевих порід суттєво нижча (близько 5-10 МПа), то дегідратація неминуче мала супроводжуватися мікрогідророзривами, які приводили до зростання загальної глибинної пористості порід. Як бачимо, фіксація розглянутих текстур важлива для розуміння механізму постседиментаційних полістадійних процесів.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом
При копіюванні інформації обов'язкові прямі посилання на сторінки сайту.
Всі книги та статті є власністю їхніх авторів та служать виключно для ознайомлення.