Хмелевський В. О.
Особливості стадіального аналізу літогенезу

Хлорити та їх стадіальні перетворення

Мінерали групи хлоритів у шліфах осадових порід виглядають одноманітними, інколи слабко помітними через неяскраве (блідо-зеленкувате) забарвлення та дуже низькі (переважно темно-сірі) кольори інтерференції. Проте вони бувають представлені багатьма різновидами.

Як відомо, кристалічна структура хлоритів відрізняється від кристалічної структури слюд тим, що в ній пакети 2:1 шарів упорядковано чергуються з октаедричними бруситоподібними сітками. Сітки заселені в середині катіонами магнію або заліза. Залежно від валентності катіонів, які заміщують октаедричні позиції, є чотири різновиди хлоритів: діоктаедричні, триоктаедричні, ді-триоктаедричні та три-діоктаедричні.

В осадових відкладах переважають хлорити триоктаедричного ряду:

(Si4-xAlx)-x4,00(Rx3+R6-x2) · O10(OH)8,

де до складу катіонів R2+  і R3+  входять Mg, Fe2+, Al, Fe3+, причому існує безперервна серія ізоморфних заміщень: Fe2+  → Mg2+. Звідси випливає, що ступінь залізистості є одним з важливих параметрів, що характеризують мінерал цієї групи. Іншою суттєвою характеристикою є ступінь заміщення Si4+  на Al3+, який коливається від 2,34 до 3,45 на формульну одиницю. Джерелами речовини для аутигенних хлоритів можуть бути трансформації мінералів групи біотиту, внутрішньошарові розчинення амфіболітів, піроксенів та інших темноколірних мінералів, а також перетворення вулканічного скла (основного та середнього складу). Тому хлорити особливо поширені у вулканогенно-осадових і теригенних відкладах граувакового складу. На стадії глибоких катагенетичних змін зазначених порід процеси хлоритизації, які посилюються, охоплюють розглянуті вище трансформації смектитів (через проміжну коренситову фазу). У цьому напрямі трансформації відбуваються лише за умови, що осадова товща спроможна “забезпечити” постачання в розчини необхідної кількості магнію та заліза. А це, відповідно, можливо за наявності граувакової (особливо вулканоміктової) основної речовини.

За сприятливих умов процеси хлоритоутворення можуть ще більше активізуватися на післякатагенетичних стадіях, зокрема, за термобаричних умов початкового метаморфізму фації зелених сланців. Нагадаємо, що цю назву фація отримала саме з огляду на широкий розвиток там зеленоколірних мінералів, серед яких хлорит відіграє першорядну роль (це стосується тільки метаморфізованих меланократових порід – граувак, туфів, діабазів та інших, тоді як кварцити, кварц-серицитові сланці, мармури та низка інших первісно лейкократових утворень у разі метаморфізму цієї фації зберігають світле забарвлення).

Після проходження еволюційного ряду від діагенезу до метаморфізму хлорит змінює кристалохімічні властивості. Раніше вважали, що з наближенням до стадії метаморфізму цей мінерал стає щораз більш магнезіальним і менш залізистим. Однак на практиці ці уявлення виявилися дуже спрощеними, а в конкретних випадках і зовсім неправильними. Річ у тому, що ще до початку катагенезу аутигенні хлорити можуть (залежно від специфіки фаціально-ландшафтних умов седиментації) значно змінювати ступінь залізистості аж до зародження магнезіальних відмін у відкладах теригенноевапоритових формацій. Т. Соколова, яка досліджувала осади та породи евапоритових формацій, довела, що розвинуті там магнезіальні хлорити співіснують у тісному парагенезисі із залізистим різновидом гідрослюд – з Fe-ілітами.

Саме парагенетичні сполучення дають основну інформацію щодо ступеня успадкування мінералом його ранньолітогенетичних ознак у процесі щораз глибших перетворень. З наведеного вище прикладу бачимо таке: якщо в ході палеогеографічних реконструкцій осадової товщі, яка пройшла через стадію катагенезу, трапляються стійкі сполучення Mg-хлоритів з Fe-ілітами, то в цьому конкретному випадку висока магнезіальність хлоритів є успадкованою, а не знову набутою внаслідок метаморфізації порід. Необхідно весь час пам’ятати про можливу конвергентність багатьох кристалохімічних параметрів. Водночас заглиблення в методику геомінералогічних досліджень дає змогу іноді знаходити дуже тонкі відміни навіть і в конвергентно подібних утвореннях.

А. Косовська і В. Дріц зазначили про велику “здатність” хлоритів зберігати й успадковувати риси їхніх відмін під час глибоких катагенетичних перетворень і зачисляли (на цій підставі) ці мінерали до категорії особливо цінних індикаторів умов седиментації. Вчені наголосили, що показниками етапності постседиментаційних змін можуть стати відомості про політипію хлоритів. Тут має значення деяка аналогія з дослідженнями політипії слюд. Однак якщо політипія вивчена досконально, то аналогія ще чекає своїх дослідників, хоча закордонні вчені вже одержали в цій галузі цікаві результати, які проаналізовано в книзі В. Дріца та А. Косовської (1991).

Іншим важливим параметром новоутворень, які почали формуватися в катагенезі, є перехід мінералів окисних форм заліза в закисні. Цю закономірність простежила А. Косовська на прикладі пов’язаних з рудоносними формаціями Fe-хлоритів, починаючи з сучасних і закінчуючи докембрійськими. Дослідниця описала ряди поступової трансформації від Fe-смектитів (нонтронітів та Fe-сапонітів) сучасних рудоносних відкладів Червоного моря та Східнотихоокеанського підняття до гідроферихлоритів з Fe2+ та Fe3+ в октаедрах третинних залізорудних родовищ (зокрема, Керченського) і залізистих Fe2+-хлоритів у докембрійських джеспілітах.

Ще однією важливою характеристикою хлоритів є сумарний вміст алюмінію, який локалізований як в октаедричних, так і в тетраедричних комірках кристалічної ґратки. Це значення для хлоритів з осадових відкладів завжди перевищує 2,2. Воно може бути однією з індикаторних ознак седиментаційного генезису глибоко змінених утворень.

Усе наведене вище потребує застосування специфічних методик геомінералогічних досліджень. Проте оперування кристалохімічними параметрами повинно відбуватися разом зі звичайними петрографічними та електронно-мікроскопічними спостереженнями над формами виділення хлоритів і над характером їхніх взаємовідношень з іншими компонентами в породі. Тільки ці спостереження можуть виявити генетичну природу досліджуваного утворення.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом