Источники вещества кремневых пород
В данном вопросе мнения Фролова и Петиджона во многом совпадают. Т.к. в материалах американца приведена более подробная информация, рассмотрим именно его соображения. Согласно одной концепции, (а) кремнезем образовался в процессе осадконакопления; (б) другая точка зрения объясняет появление кремнезема в результате постседиментационного замещения вмещающей породы, как правило известняка.
Существуют различные модификации каждой из этих теорий. (рис. ниже).
(а) Поскольку во многих кремнях обнаружены остатки радиолярий (радиоляриевых илов), диатомей и спикул кремневых губок, а в некоторых кремнях эти окаменелости представлены в большом количестве, не является неожиданным вывод, что эти организмы ответственны за образование кремня. Хотя морская вода содержит только 4 мг/л кремнезема, организмы способны извлекать этот материал и во многих местах образовывать обширные отложения почти чистого кремнезема. В современных условиях эти отложения ограничены участками, куда практически не поступает материал, сносимый с суши, и которые имеют слишком большую глубину для отложений известковых осадков, т.е. глубже уровня компенсации карбоната кальция. Многие исследователи пластовых кремней считают их литифицированными окремнелыми биолитами. Кремнезем выносится в моря водами рек, и, хотя они содержат больше кремнезема, чем морская вода, концентрация кремнезема не очень высока. Корренс констатировал, что концентрация кремнезема, существенно большая, чем в современных породах, не может обеспечиваться никаким из известных агентов и поэтому кремнезем кремней должен осаждаться биохимическим путем. Чтобы избежать этой трудности, другие авторы прибегают к вулканизму как источнику поступления кремнезема и доведения концентрации этого материала до уровня, при котором возможно неорганическое осаждение. Несмотря на то что некоторым кремням сопутствуют продукты подводных излияний (зеленокаменные породы и туфы), многие не образуют ассоциации ни с вулканическими потоками, ни с отложениями пеплопадов. При отсутствии такой ассоциации вулканизм нельзя рассматривать как источник кремнезема.
(б) Основной проблемой в вопросе источника кремнезема и механизма образования кремневых желваков заключается в том, чтобы установить, был ли замещающий кремнезем привнесен извне или заимствован из вмещающего пласта? Предполагается, что кремнезем осаждался одновременно с отложением известняка, предположительно за счет радиолярий, диатомей и губок, а затем через некоторое время растворялся и переосаждался в виде желваковых стяжений, замещающих матрикс, в котором они заключены. Следовательно, кремнезем, необходимый для образования желваков, выделяется из морской воды в результате обычных широко распространенных биохимических процессов. Нет необходимости в привлечении каких-то особых источников кремнезема, аномальных концентраций или особых условий осаждения. С учетом теоретического обоснования (данного Рамбергом) по поводу того, почему д о л ж н о происходить растворение и переосаждение рассеянного кремнезема, идея о диагенетической дифференциации является наиболее правдоподобным объяснением появления Желваковых кремней в известняках. Большая подверженность замещению некоторых пластов может объяснить концентрацию желваков в определенных слоях; более легкое замещение, в направлении параллельном напластованию, объясняет удлинение желваков по этим плоскостям. Полевые данные также поддерживают эту концепцию. Лоуэнстем отмечал определенную связь между типом кремня и сохранностью и распределением кремнистых губок в ниагарских (силур) доломитах в Иллинойсе. Он пришел к выводу, что кремнезем кремней образовался из губок.
В итоге можно сказать, что кремни, как желваковые, так и пластовые, являются полигенной породой и что нет единого способа происхождения кремней. В свете геологических данных и с учетом того, что известно о современных скоплениях кремнезема, становится ясно, что в одних случаях кремни являются продуктом замещения (окремнелые известняки), в других – биохимические скоплениями (в угнетенных бассейнах на глубине ниже уровня карбонатной компенсации), а иногда – продуктом пересыхания щелочных озер, богатых кремнеземом.
| Классификация кремневых пород по Фролову В. Т. (1992) | ||||||
| Структуры | Минеральный состав | |||||
| опал и кристобалит | халцедон и кварц | кварц | ||||
| Биоморфные | диатомовая | диатомиты | кремни | нет | кварциты апосилицитовые (апосилицито-кварциты) | нет |
| радиоляриевая спикуловая (губковая) | радиоляриты спикулиты, или спонго- литы | кремни и яшмы биоморфные, радиоляриевые (радиоляриты), спикуловые (спикулиты), коралловые, фораминифе- ровые и др. | радиоляриевые спикуловые: радиолярито-кварциты, спон- голито-кварциты | |||
| Абиоморфные Абиоморфные | аморфная: а) "сплошная" (бесструктурная) б) глобулярная | трепела, опоки (гёзы), другие опалолиты; гейзериты, корки и др. | нет | нет | ||
| криптокрис- таллическая | порцелланиты (?) | кремни, фтаниты и яшмы абиоморфные | ||||
| кристалличе- ская | нет | нет | абиоморфные: яшмо-кварциты, фтанито-кварциты, кремнекварциты |
Кремнистые породы (по Фролову В. Т.) – осадочные образования, более чем на половину состоящие из минеральной группы кремнезема – опала, кристобалита, тридимита, халцедона и развивающегося по ним кварца. В данной классификации принимается во внимание в первую очередь минеральный состав и структура кремневых пород (биоморфная и абиоморфная).