Історико-геологічні етапи формування парагенезисів аутигенних мінералів у відкладах різних генетичних типів

Наведені вище описи не треба сприймати так, наче розкриття індикаторних ознак окремих породоутворювальних мінералів є головною ціллю стадіального дослідження. Це лише проміжний ступінь до вирішення складнішого завдання – виявлення історико-геологічної етапності формування парагенезисів аутигенних мінералів і структур у відкладах різних генетичних типів, які залягають у складі формаційних комплексів.

Ми, розглядаючи індикаторні ознаки кожного мінералу, абстрагувалися від взаємозв’язку та взаємозумовленості перетворень багатьох компонентів, які містилися разом у породі. Порода – це система компонентів, що постійно взаємодіють, – мінеральних частинок або їхніх агрегатів, а також розсіяної органічної речовини та газоводних флюїдів. Частіше про це забувають або визначають взаємозалежність багатокомпонентних постседиментаційних перетворень, не розкриваючи її на практиці. Та й розкрити її різноманітність навряд чи можна повністю.

Зазвичай ми виділяємо лише декілька ланок зі складно переплетеної низки причинно-наслідкових зв’язків. Згадаємо, наприклад, про описані вище механізми взаємозв’язків трансформацій глинистої речовини і розсіяної органічної речовини. За даними праць І. Зхуса та В. Бахтіна (1979), глинисті мінерали не тільки сприяють бітумоутворенню, а й самі під впливом цього процесу змінюються. Зокрема, на природних об’єктах ці дослідники експериментально визначили, що гідрогенізація розсіяної органічної речовини зумовлює перетворення монтморилоніту в гідрослюду через низку проміжних змішаношаруватих фаз. Гідрогенізація розсіяної органічної речовини відбувається завдяки як диспропорціюванню, так і водню, запозиченому з навколишнього середовища, унаслідок чого в ньому знижується концентрація водневих іонів – зростає рН. Через це в лужному середовищі розчиняється глинозем та зростає рухомість кремнезему. Такі зміни сприяють вилученню іонів кремнію з тетраедричних позицій монтморилоніту та заміщенню їх менш рухомими йонами алюмінію.

Заміна ж чотиривалентного катіона на тривалентний визначає появу ненасиченого від’ємного зв’язку, який компенсується йонами калію. Це і є процес гідрослюдизації монтморилоніту. Він багатофакторний. Для його реалізації важливий також постачальник калію в розчинах, без чого неможливий сам процес, і водночас підвищення РТ-умов. Крім того, дуже важливу роль каталізатора, який прискорив ці перетворення, відіграє розсіяна органічна речовина. Вище зазначено про “постачання” калію, а це означає, що перетворення монтморилоніту в породі тісно пов’язані з іншими мінеральними компонентами. Адже ті з них, які віддають калій, самі трансформуються в щось інше, а їхні трансформації, відповідно, теж на щось впливають.

Такий ланцюжок причинно-наслідкових зв’язків вестиме нас далі в міру заглиблення в розшифрування механізму катагенетичних процесів. У цьому й полягає одна з головних сутностей стадіального аналізу літогенезу. Цей аналіз необхідно починати з вивчення мінеральних парагенезисів, а потім звертатися до парагенезисів порід і генетичних типів відкладів у тілі геологічної формації.

Тут усюди термін парагенез використано у формулюванні В. Муравйова (1983), а саме: це співзнаходження компонентів у конкретному геологічному тілі, що природно повторюється і пов’язане з закономірним співіснуванням причин та чинників, які відповідають за виникнення всієї асоціації цих компонентів загалом.

Під “компонентами” тут розуміють або породи (якщо виконують формаційний аналіз), або мінерали (якщо проводять стадіальний аналіз). В. Муравйов навів декілька яскравих прикладів, які підтверджують тезу про те, що дослідження мінеральних асоціацій, а не одиничних мінералів-індикаторів, підвищує вірогідність висновків, зроблених літологом. Наприклад, кристобаліт, який є продуктом послідовної низькотемпературної зміни кремнезему в ряді опал-кварц і водночас виникає з девітрифікацією скла, сам по собі не є досить певним індикатором для реконструкції вихідної речовини, проте в асоціації з монтморилонітом і цеолітами (які не є продуктами низькотемпературної видозміни кремнезему) багаторазово підвищує вірогідність висновку про вихідну речовину породи. Отже, співіснування (парагенез) новоутворених цеолітів, монтморилоніту, опалу та кристобаліту дає змогу досить певно виключити будь-які джерела або процеси, крім процесу низькотемпературного змінення скла в умовах застійних ґрунтових вод.

Надамо короткі рекомендації стосовно того, як ліпше синтезувати результати стадіального аналізу на початковому етапі вивчення розрізу осадової товщі.

У детально описаному розрізі випробовують, можливо, всі головні пачки порід і з кожної проби готують декілька шліфів та препарати, які дублюють шліфи, для лабораторних рентгенодифрактометричних, електронно-мікроскопічних та інших прецизійних досліджень. Дані про мінеральні новоутворення, специфіку їхньої кристалохімічної будови, ізоморфізм та інші типоморфні ознаки наносять умовними символами праворуч від стратиграфічної колонки. Зазвичай ці дані фіксують у вигляді вертикальних ліній, товщина яких пропорційна до частоти трапляння того чи іншого аутигенного мінералу або конкретної вторинної структури. Бажано поряд з вивченими таким способом графіками показати рівні вимірювання ступеня вуглефікації органічної речовини (якщо маємо такі відомості), а також відомості про фізико-механічні властивості порід (пористість, міцність на стиснення, проникність та ін.).

У підсумку в розрізах більш-менш чітко намітяться рівні зональності постседиментаційних перетворень. Порівнюючи між собою генетичні типи відкладів на різних рівнях літогенезу, можна оцінити ступінь впливу початкових седиментаційних особливостей на подальші процеси катагенетичного мінерало- та структуроутворення. Зіставляючи однотипні породи у відокремлених розрізах, можна корелювати зони катагенезу на площі розвитку досліджуваної формації та виясняти співвідношення цих зон зі стратиграфічними, фаціальними і формаційними межами. А це важливий крок до реконструювання впливу початкових швидкостей і палеоглибин занурення породи, а також подальших тектонічних дислокацій та інших чинників на специфіку процесів породоутворення в басейні, який вивчають.

Контрольні питання

1. Головні мінерали осадових порід і їхні стадіальні перетворення.
2. Кварц як індикатор процесів літогенезу.
3. Стадіальні перетворення глинистих мінералів.
4. Постседиментаційні зміни польових шпатів.
5. Цеоліти – найбільш інформативна група мінералів для стадіальних побудов.
6. Карбонати – надійні індикатори стадійності літогенезу.
7. Історико-геологічні етапи формування парагенезисів аутигенних мінералів у відкладах різних генетичних типів.
8. Уявлення про безперервність та поступовість структурноречовинних змін у відкладах осадового басейну.