Морфологія конкреційних включень

Конкреції можуть формуватися на різних стадіях: синхронно до процесу седиментації (залізо-манґанові жовна на океанічному дні), а також під час діагенезу та катагенезу порід. Розрізнити їх у викопному стані, уточнити час та етапи формування допомагають спостереження над їхніми взаємовідношеннями з текстурними елементами вмісної породи, перш за все з її шарами.

Частіше в давніх осадових відкладах простежуються такі форми співвідношень між конкреціями та шаруватістю:

конкреція ніби розсуває шари, у цьому разі вона обгорнена ними з обох боків;
до конкреції притуляються бокові шари;
шари простягаються крізь конкреційне тіло без будь-якого викривлення;
конкреція формою пристосовується до простягання окремих міжшарових меж і перетята з іншими шарами;
співвідношення неясні у випадку безладної текстури породи, що вміщує конкреції.

До цього переліку не включено перевідкладені (“перемиті”) конкреції, що нагромаджуються за законами механічної диференціації як будь-які алотигенні компоненти – гальки або валуни, а також залишкові продукти генетичних типів горизонтів конденсації на морському дні, де осади, які вміщували конкреції, були вимиті донними течіями.

Розглядають тільки аутигенні утворення. З них перші два види – це найбільш ранні за часом зародження. Детально вони схарактеризовані Ю. Гавриловим (1982) на прикладах карбонатних стяжінь з чокрацько-караганських відкладів Східного Передкавказзя. Овальна та куляста форма свідчить про їхнє утворення в обводненому, неущільненому осаді. Формування конкрецій на різних етапах стадії діагенезу позначилося на їхніх взаємовідношеннях з вмісною глиною. Шари глини обгортають кальцитові стяжіння, значно вигинаючись. Частина шарів простежується всередині такого стяжіння і дає змогу спостерігати первісну текстуру осаду, яка “запечатана” карбонатною речовиною. Вигин шарів біля сплощених сидеритових конкрецій незначний, шаруватість у них простежується погано. Зональні стяжіння займають проміжне положення.

Огинання конкрецій шарами вмісних порід сформувалося в процесі ущільнення глин. Карбонатна речовина щільно зцементувала окремі ділянки осаду, які надалі вже не змінювали свого об’єму, тоді як глина поступово ущільнювалася. Різниця в часі утворення кальцитових (більш ранніх) та сидеритових конкрецій привела до відмінностей у їхніх взаємовідношеннях з вмісною породою. Огинання діагенетичних конкрецій шарами глин враховували в разі кількісної оцінки зменшення потужності осадів у процесі їхньої літифікації, розраховуючи коефіцієнт усадки К_у: відношення найбільшої відстані між шарами, що огинають стяжіння, до відстані між ними за деякого віддалення від стяжіння. Зокрема, для середньоміоценових глин, що вміщують сидеритові конкреції, значення К_у(за Ю. Гавриловим) коливалося від 1,4 до 2,5. Ю. Гаврилов уважав, що це відображення сумарного ущільнення, яке відбулося у пізньому діагенезі – на початку катагенезу (основна частина ущільнення стосується діагенезу).

Унаслідок спостережень над змінами форм конкрецій та їхніх співвідношень з шарами зверху вниз по розрізу Ю. Гаврилов (1982) також дійшов висновку про те, що виникали відмінності у зменшенні потужностей пластів різного літологічного складу. Ці відмінності приводили до різниці тисків між похованими в них водами, що зумовило часткову міграцію вод з одних пластів у інші.

Результатом цього процесу міграції вод стало утворення субвертикальних карбонатних стяжінь, зокрема, карбонатних конкрецій пірамідальної форми та дайкоподібних тіл. Пірамідальні конкреції складаються з декількох коржикоподібних тіл діаметром 2-25 см, висотою від 15 см до 1 м, ніби покладених один на одного. У них можна простежити тріщинку, яка зцементована карбонатом конкреції та проходить через її центр, де тріщинка розкривається, утворюючи канальчик. Інший різновид субвертикальних стяжінь нагадує нептунічні дайки висотою 1,5 м, товщиною 15 см, з якими їх споріднює тріщинка, яка простежується по центру (1-2 см) та заповнена піщано-алевритовим матеріалом. Карбонат, з якого складена дайка, цементує як тріщинку з піском, так і прилеглу глину. Зверху та знизу субвертикальні стяжіння слабко обгорнуті глиною, що свідчить про їхнє утворення до повного ущільнення вмісних порід.

На цьому прикладі бачимо, як спостереження над морфологією конкрецій та співвідношеннями їх з шаруватістю допомагають реконструювати динаміку процесів літогенезу. Якщо додати до цього дані петрографічних та геохімічних аналізів, то можна одержати повну картину перетворень речовинного складу досліджуваних відкладів.

Для конкрецій післядіагенетичного генезису характерна незгідність контактів з площинами нашарування, хоч і тут є часткове пристосування їхніх форм до цих площин. Наприклад, якщо шари проходять крізь конкреційне тіло без відхилення, то для крайової частини цього тіла іноді характерна східчастість, яку пояснюють різною проникністю шарів для міграції пластових вод. Якщо будь-який шар за фізико-мінералогічними властивостями був непроникним, то конкреція може ніби “лежати” на ньому, бути зрізаною ним, однак її перерізатиме решта шарів.

Наведені вище види ранньокатагенетичних кальцитових конкрецій детально описані Г. Крашенінніковим, О. Япаскуртом у пісковиках нижньої крейди Приверхоянського крайового прогину на р. Лена.

Щодо конкреційного аналізу є спеціальна література. Передусім це праці А. Македонова та П. Зарицького, а також Ю. Гаврилова, Л. Орлової, Л. Пустовалова, В. Муравйова, Н. Логвиненка.

Контрольні питання