» » Минералы группы глауконита в меловых формациях

Минералы группы глауконита в меловых формациях

06.08.2016

Анализируя распространение верхнемеловых глауконитов, Н.С. Шатский установил, что в этих отложениях, как и в эоценовых, сосредоточены большие массы глауконита на огромных пространствах Земля, простирающихся в виде двух глауконитовых поясов — северного и южного. Пояса локализуются от 30 до 45° земной поверхности по обе стороны экватора и характеризуются сообществом пород, в котором глауконитоносные разновидности являются закономерным и важным членом и ассоциируются с определенными типами пород, которые в других местах распространения верхнемеловых отложений имеют сугубо подчиненное значение либо не встречаются вовсе. Такими породами являются глауконито-кварцевые пески и песчаники, глауконитоносные глины и алевриты, мел и мелоподобные породы, опоки и опоковидные глины. К северному поясу относятся глауконитоносные отложения Испании, Англии, Парижского бассейна, Восточных Альп, Бельгии, Голландии, Дании, ФРГ, Южной Швеции, Польши, Чехии, южной половины европейской части бывш. СССР (реки Днепр, Дон, Донбасс, Нижнее Поволжье, Кавказ, Koпет-Даг, Заволжье), Тургайского прогиба, Кызыл-Кумов, Западно-Сибирской депрессии, севера Сибирской платформы, п-ова Камчатка, островов Сахалин и Хоккайдо, Северной Америки (вдоль Атлантического побережья от Нью-Джерси до Северной Каролины, а затем полоса поворачивает па запад в штаты Теннеси, Арканзас и Техас).
К южному поясу относятся глауконитоносные отложения западного и южного побережий Австралии, Новой Зеландии, южной части Южной Америки, южной части Африки и Антарктики. Этот пояс прослеживается с большими перерывами, поскольку основная часть полосы между параллелями 30 и 45° принадлежит акваториям океана.
Ниже будут рассмотрены особенности химического состава глауконита из терригенно-меловой формации верхнего мела, терригенно-известняковой и терригенно-кварцевой формаций верхнего и нижнего мела, терригенно-известняково-вулканогенной формации мелового возраста. Приводятся также составы глауконита из терригенно-известняковой и терригенно-(глинисто)-кварцевой формаций неразделенных меловых отложений.
Вначале рассмотрим некоторые общие особенности состава глауконита в терригенно-кварцевых и терригенно-карбонатных формациях мелового возраста, а затем — для верхнего и нижнего мела отдельно.
Глауконит из терригенно-(глинисто)~кварцевой формации (K1 + K2) характеризуется средними содержаниями кремния и трехвалентного железа (табл. 3.27) более низкими, чем в третичных, и, наоборот, несколько более высоким содержанием алюминия при самом низком среди глауконитов терригенных формаций числе катионов магния. Количество алюминия в них приближается к таковому из терригенно-глинистых формаций (в частности, нижнеордовикского возраста), что позволяет думать о генетической связи этих глауконитов не с кварцевыми песками, а с глинистыми осадками. На такую вероятность ранее указывал Н.С. Шатский, основываясь на общегеологических данных. Следовательно, глаукониты, столь широко развитые среди терригенно-кварцевых формаций, во многих случаях (особенно в отложениях верхнего мела) могут оказаться аллотигенными.
Минералы группы глауконита в меловых формациях

Железистый МГГ, отвечающий теоретическому составу собственно глауконита, замещается в глубь моря смектитом смешанного алюможелезистого (Fe3+) типа; по содержанию железа он четко отличается от алюминиевых минералов этой группы (монтмориллонитов) верхнеюрских отложений центральных районов Восточно-Европейской платформы. Данные, аналогичные нашим, были получены Т.И. Гуровой, которая в желтовато-зеленых микроконкрециях «третьего типа», приуроченных к наиболее глубоководным глинистым отложениям верхнего мела на восточной половине Западно-Сибирской депрессии, установила почти одинаковые содержания Fe2O3, равные 7—13%, и Al2O3—7,8—11%. Положительная корреляция калия с двухвалентным железом и магнием (см. табл. 3.27) свидетельствует о том, что эти элементы связаны с глауконитом. Ту же тенденцию в изменениях содержаний магния подметила Т.И. Гурова в микроконкрециях из отложений верхнего мела Западной Сибири.
Глауконит из терригенно-(глшшсто)-кварцевой формации верхнего мела изучен в Западно-Сибирской депрессии, на Воронежской антеклизе, р. Днестр, в урочище Кызыл-Сай; анализы этих глауконитов использованы для статистических расчетов (табл. 3.28). Основная часть образцов не отвечает теоретическому составу МГГ и содержит заметную примесь разбухающего минерала (или фазы), а также гидроокислов железа, шамозита и других минералов. Многие из них оглеены (на Воронежской антеклизе) и ожелезнены (в Западно-Сибирской депрессии, где по ним нередко образуются псевдоморфозы гидроокислов железа). Ожелезнению, как правило, сопутствует окисление Fe2+, из-за чего коэффициент корреляции Fe2+/Mg становится невыразительным (см. табл. 3.28). В среднем составе глауконитов наблюдается более высокое содержание алюминия, чем в меловых глауконитах этой формации в целом (ср. табл. 3.27 и 3.28), что определенно свидетельствует о генетической связи глауконитов с глинистыми отложениями. На юго-восточной окраине Западно-Сибирской депрессии нам приходилось наблюдать залежи песчанистых глауконититов не только в зоне перехода алеврито-глинистых пород в пески и песчаники, но также в зоне размыва первых донными течениями либо волнениями, усиливавшимися, очевидно, с ростом конседиментационных положительных структур.
Интенсивные процессы изменения глауконита проявились в краевых зонах седиментационных бассейнов, где эти изменения сопровождались выносом калия, что заметно сказалось на среднем составе минералов.
Минералы группы глауконита в меловых формациях

Глауконит из терригеиио-(глинисто)-кварцевых формаций нижнего мела изучен в Подмосковном бассейне, Северном Крыму, Прибалтике, Болгарии. Около половины образцов отвечает теоретическому составу МГГ, что нашло отражение в более высоком среднем содержании в них калия (табл. 3.29) по сравнению с верхнемеловыми. Многие минералы претерпели восстановление железа; процессы окисления и ожелезнения, столь сильно изменившие первичный состав верхиемеловых глауконитов, на нижнемеловые минералы практически совсем не повлияли, что отражается на относительно повышенном среднем содержании в них двухвалентного железа. Соотношение элементов (см. табл. 3.29) приближается к теоретическому, причем в этом случае наиболее четко проявляется положительная корреляция двух- и трехвалентного железа между собой, искажающая соотношение двухвалентного железа с магнием (пример наведенной связи), что является одним из характерных отличительных признаков МГГ, образовавшихся в песчаных осадках.
Минералы группы глауконита в меловых формациях

Судя по четкой отрицательной корреляции калия с алюминием, разбухающий минерал, ассоциирующийся с глауконитом, приближается к составу алюминиевого смектита — монтмориллонита.
Состав глауконита из терригенно-известняковых формаций (K1 + К2) (табл. 3.30) сходен с составом глауконитов из терригенных формаций (см. табл. 3.27) по количеству кремния и трехвалентного железа, но отличается более низким содержанием алюминия и более высоким — магния. Однако содержания магния остаются минимальными среди глауконитов таких формаций разного возраста, как более молодых (третичных), так и более древних. (Нa причинах подробнее остановимся в следующем параграфе). Количество кальция и натрия в меловых глауконитах несколько повышено.
Минералы группы глауконита в меловых формациях

Глауконит из вулканогенно-терригенно-известняковых формаций (K1 + K2) изучен на территории Грузинской глыбы и в Азербайджане. Состав формаций отличается от предыдущих наличием примеси вулканогенного материала. Химизм глауконита изменяется при этом весьма существенно (ср. табл. 3.31 и 3.30): увеличивается содержание алюминия и магния и уменьшается — трехвалентного железа. Несмотря на малое количество калия, рассчитанное для образцов, большинство которых не отвечает теоретическому составу МГГ и содержит примесь разбухающего минерала, средний состав их отличается от осадочных относительно пониженным числом гидроксильных анионов, тогда как в осадочных минералах уменьшение последних коррелируется с температурой катагенетических изменений. Судя по отрицательной корреляции калия с алюминием (табл. 3.31), разбухающий минерал приближается к алюминиевому смектиту. Незначимый отрицательный коэффициент корреляции двухвалентного железа с магнием при сравнительно низком содержании первого объясняется частым проявлением процесса окисления железа в этих минералах.
Минералы группы глауконита в меловых формациях

Глауконит из терригенно-известняковых формаций верхнего мела изучен в Дагестане, Крыму, Израиле и Богемии. Около половины образцов этой выборки (табл. 3.32) отвечает теоретическому составу МГГ, часть из них подвергалась ожелезнению и окислению железа, что отразилось в пониженном содержании двухвалентного железа и необычно низком (1:4 вместо 1:3. характерного для глауконитов карбонатных формаций) отношении Fp2+/ЬMg. Первичные соотношения катионов МГГ, таким образом, искажены примесью разбухающего минерала и процессами изменения. С железистым МГГ в этих отложениях ассоциируется алюминиевый смектит-монтмориллонит, что свидетельствует о зональности аутигенного силикатообразования в рассматриваемых формациях.
Минералы группы глауконита в меловых формациях

Глауконит из терригенно-известняковых формаций нижнемелового возраста изучен в Дагестане, на Северном Кавказе и в Израиле. Лишь небольшая часть образцов соответствует теоретическому составу МГГ, многие подвергались изменению: одни — окислению и ожелезнению, другие — восстановлению. Среди меловых глауконитов рассматриваемые (табл. 3.33) выделяются относительно пониженным содержанием кремния (и калия) и повышенным — алюминия, причем первые в значительной степени обусловлены ожелезнением глауконита, при котором кремний интенсивно выносится.
Минералы группы глауконита в меловых формациях

Глауконит из терригенно-меловой формации, столь широко распространенной в северном и южном глауконитовых поясах, изучен па территории Среднего и Нижнего Поволжья, северной окраины Донбасса, на р. Днестр, в Южной Прибалтике, Южной Швеции, Болгарии, США. Лишь единичные образцы приближаются к теоретическому составу МГГ, основная же их масса содержит примесь разбухающего минерала группы смектита. Около трети образцов в выборке несут следы окисления, единичные — ожелезнения и восстановления железа. Средний состав глауконита (табл. 3.34) характеризуется высоким (таким же, как в палеогеновых) содержанием кремния и низким — алюминия и двухвалентных катионов железа и магния, что при высоком стандартном отклонении железа подтверждает неравномерность его содержаний, которую мы объясняем окислением. Резкое увеличение Fe3+ в отдельных образцах обусловлено их ожелезнением при перемыве; природа повышенного содержания алюминия в единичных образцах остается невыясненной.
Минералы группы глауконита в меловых формациях

Закапчивая характеристику меловых глауконитов, следует подчеркнуть их основные особенности. Средний состав глауконитов (табл. 3.35) отличается сравнительно высоким содержанием кремния, трехвалентного железа, калия и натрия, при относительно пониженных количествах двухвалентного железа и магния. Вариации в содержаниях алюминия в значительной степени отражают генетическую связь минералов с определенным типом материнских осадков. Высокие содержания этого элемента присущи глауконитам терригенно-глинистых отложений верхнего мела, которые мы находим сейчас в аллохтонных залежах среди кварцевых песков и песчаников. Повышенным содержанием алюминия характеризуются также глаукониты из вулканогенно-терригенно-известняковой формации. В них относительно повышено по сравнению с другими меловыми глауконитами количество магния.
Минералы группы глауконита в меловых формациях

Во всех формациях отмечаются микроконкреции, отвечающие теоретическому составу МГГ, а также отклоняющиеся от последних из-за примеси в них других минеральных фаз, главным образом смектитов. Состав этих смектитов в терригеппо-кварцевых формациях верхнего мела алюмо-железистый, примерно с равным заселением октаэдрических позиций катионами того и другого типа, в терригенно-известняковых и вулканогенно-терригенно-известняковых — алюминиевый. В терригенно-меловой формации состав смектита, по-видимому, такой же, как в терригенно-кварцевых. Максимумы образования глауконитовых и смектитовых микроконкреций разобщены в пространстве, что свидетельствует о первичной зональности аутигенного силикатообразования. Нахождение смеси микроконкреций разного состава (от 100% МГГ до 100% смектита) в одном образце скорее всего свидетельствует об аллохтонных нахождениях по крайней мере одного из двух типов микроконкреций и о перемыве, возможно на месте своего образования, микроконкреций второго типа.
Во всех формациях МГГ несут признаки изменения, наиболее характерными среди которых являются ожелезнение и окисление двухвалентного железа; реже они подвергались оглеению и восстановлению железа. С нарастанием интенсивности изменений отчетливо усиливается вынос из минералов кремния и калия. Самые сильные изменения претерпели глаукониты терригенно-(глшшсто)-кварцевых формаций верхнего мела и, по-видимому, терригенно-меловых; в остальных формациях минералы претерпели не столь интенсивные изменения; в них наряду с измененными отмечаются неизмененные разновидности.