Петтиджон ?. Дж. Осадочные породы

Подождите немного. Документ загружается.

указывают на локальное происхождение при разрушении кремнисты*

известняков в условиях влажного климата либо стратиформиых отло-

жений кремня.

В некоторых лититовых аренитах встречаются карбонатные обло-

мочные частицы. Песчаники этого тнпа названы кальклититамн

[92], в отличие от калькаренитов, понятия, обычно обозначаю-

щего карбонатные пески, зерна которых представлены обломками

фауны, оолитами и другими образованиями, сформировавшимися

внутри бассейна осадконакопления (рис. 7-13). Обломочные карбо-

натные пески терригеиного происхождения распространены сейчас ши-

Рнс. 7-13. Кальклнтнт, формация Точатви, группа Кристи-Бей (нижний протерозой),

Большое Невольничье ojepo, Северо-Западные территории, Канада. Без анализатора,

X 20.

Крупные поликристаллыческна обломка карбонатных пород н меньшего размера, худшеЛ окатав-

ностн зерна кварца

Рис. 7-14. Молассовый песчаник (нижний миоцен, аквнтанскнй ярус). 32 км к востоку-

северо-востоку от Брегенца, Боденское озеро, ФРГ. Ннколн скрещены, X20.

Обратите внимание на обилие обломков карбонатных пород

роко, но в древних геологических разрезах относительно редки. Много-

численные обломочные доломиты встречены в меловых песчаниках

в Западном внутреннем бассейне США [262]. Обломочными зернами

доломитов и известняков насыщены некоторые молассовые песчаники

северных Альп [103]. Пример приведен на рнс. 7-14. Поскольку разру-

шение большинства известняковых толщ обычно происходит путем их

растворения и единственными остаточными продуктами являются гли-

ны н кремни, кальклититам для их образования требуются быстрая

эрозия и высокий рельеф. В то же время кремневые арениты указы-

вают на низкий рельеф и вынос известняка в растворенном виде. Каль-

клнтнт представляет собой песчаной размерности аналог карбонатного

галечника и конгломерата. Кроме кремня и мнкритового известняка

или доломита, лититовые арениты содержат частицы тонкозернистых

пелитовых пород, таких как глинистые сланцы, аргиллиты, алевролиты.

Ввиду того что их зерна не обладают достаточной твердостью, их при-

сутствие свидетельствует о транспортировке материала на короткое

расстояние или даже о внутриформационном происхождении. Более

того, подвергаясь деформации, связанной с геостатнческим давлением,

зерна глинистых пород (особенно глинистых сланцев) раздавливаются

и выжимаются в поровое пространство так, что они напоминают выпол-

«енне пор матриксом [2]. В этом случае их трудно определить как

обломки пород. Настоящий матрикс заполняет все поры, тогда как

описанный псевдоматрикс — лишь часть их; остальные поры заполнены

осажденным минеральным цементом. Кроме того, поскольку частицы

пород не являются одинаковыми, предполагаемое выполнение разных

пор будет различным.

T а б л

ц а 7-6

Минеральный состав лнтитовых песчаников и протокварцитов (сублнтаренитов).

По Петтиджону {237], табл. 3, с добавлениями

Компоненты

Кварц

50 60—65 78

С5 А

32,0

30,9

Нолевые шпаты

3-5

1,5

2,2 8

10,0 2

Обломки пород

40 30

10,6

43,0**

22'* 33,0'*

46"

Слюда

—

2—3

—

0,2

Следы 0,5

—

„Гишв. Hin матрикс

5—6

6,8 6,9 2

5,5 5

Кремнистый цемент

— —

11,9

Следы

— — —

Кальцитовый цемент

2—18

—

8,5

13,0

19,2 20

* По наблюдениям автора, 5—10%.

** Включает 28% кремня.

* Включает 5% кремня.

*· Включает 15% кремня.

Включает 3% кремня. 12% нэнестняка н 17% доломита.

А —песчаннк Осунго (ордовик), штат Пенснльваннн, США [169].

Б —песок Брадфорд (девон), Пенсильвания [168).

В —формация Днз (пенснльваннП), штат Оклахома [156].

Г —пачка Солт-Уош формации Моррисон (юра), плато Колорадо, США. Среднее по 22 шли-

фам Γ123).

Д — «известковая граувакка» (мел), Торок, Аляска. Среднее нз 3 образцов [2301.

Е — базальный песок Клэйборн (эоцен), штат Техас, США [293).

пвечаиик «Фрио» (олигоцоы), площадь Сылыгсон, округа Джим-Учлг и Клеберг. штат

Техас, США. Среднее нз 22 образцов [222].

3 —третичный молассовый песчаннк, ФРГ [101].

Учитывая вышеизложенное, можно сказать, что лититовые арениты

представляют собой группу разнообразных песков, характеризующихся

значительными колебаниями состава. Это находит отражение как в мо-

дальных анализах (табл. 7-6), так и в валовом химическом составе

(табл. 7-7). Модальный анализ не дает возможности воссоздать пол-

ную картину, если только не удастся выделить в категории «обломки

пород» составляющие их виды. Распознавание видов пород в очень

мелких обломках — дело достаточно сложное н требует большого

опыта. Особенности структуры пород в крупных зернах сохраняются

лучше, но их можно видеть и в мелкозернистой породе, и даже в тонко-

зернистой [24]. Очевидно, основной составной частью лититовых аре-

интов является кварц. Он может быть вулканического происхождения,

как это наблюдается в вулканомиктовых песках [313]. В филларе-

иитах, по-видимому, кварц осадочного происхождения, образовавшийся

из песчаных осадков, связанных с обломками осадочных пород. В этом

случае в нем может наблюдаться унаследованная от предшествующих

циклов окатанность и даже стертые оболочки вторичного кварца.

Кварц подлинных фнлларенитов, характеризующихся обломками слабо

метаморфизованных пород, бывает заметно волнистым и поликристал-

лическим значительно чаще, чем кварц вулканомиктовых или обычных

осадочных аренитов. Эти арениты содержат также большое количество

283-

обломочной слюды (чешуйки ее залегают параллельно напластовав

нию), которая во многих случаях, скапливаясь на определенных пло-

скостях напластования, образует блестящую поверхноств. Чешуйки

слюды часто несут следы искривления и деформаций, вызванных

уплотнением песка.

Лититовые арениты обычно сцементированы кальцитом (это отно-

сится к аренитам мезозойского и кайнозойского возраста) или кварцем,'

Матрикса практически нет, хотя в некоторых аренитах присутствует

псевдоматрикс, образовавшийся при раздавливании частиц глинистых

сланцев. Часть лититовых аренитов содержит новообразованные гли-

нистые минералы нли даже цеолиты.

Таблица 7-7

Представительные химические анализы лититовых песчаников (субгряувакк)

и лротокварцитов (суОлнтаренитов). По Петтиджону (237]

Компонен-

ты

SiO

84,01

65,0

56,80

51,52

92,91

47,75

40,35

74,46

TIO

0,05

—

0,10

0,32

0,20

0,30

0.50

2,57

9,57

8,48

5,77

3,78

6,41

7,43

10,83

0,17

1,59

1,67 2,43

Следы 2,39

3,27

4,6?

FeO

0,26

1,08

— —

0,91

—

MnO

0,04

0,14

_ —

MgO

0,67

0,4

1.24

Следы 4,48

10,28

1,30

CaO

5,41 10,1

15,25

16,96

0,31

18,75

12,00

0,35

0,17

2,14 1,31

1,32

0,34 1,20

0.54

1,07

0,86

1.43

1,46 1,90

0,61

1,02

0,93

1,51

O+

0,54 0,82

0,50

2,251

1 IO

/ 1,32

6,75

4,95

н.о- 0,19 0,23

—

2,54 /

ι, m

{ -

—

0,04

-I-

Следы

0,10

Слеш

СО, 4,65

6,9

12,95 13,34

17,78

17,80

—

0,04

—

0,52

—

0,02

0,16

—

Сумма

99,73*

99,54** 99,76

100,06

100,05 101,40'* 99,65

99.58

• Включает Cl —0.02. р —0,01, BaO- 0.05.

••Включает С —0.06, Cu —0,002, V —0,017, Zn < 0,03, Cr—0,003.

** В орнгннале сумма 99,40.

А — протокварцнт. пачка Солт-Уош, формация Моррнсон (юра). Средняя проба нз 96 и ом ни е-

ралнаованных образцов, плато Колорадо. Аналнтих В. Смит (неопубл. анализы Геологнч. Служ-

бы США) Сч. табт. 7-6.Г

Б — известковая грауваккз (лятятовый ареннт). «Фрно» (олнгоцен), площадь Сялнгсон, штат

Техас. США. Среднее нз 10 образцов [222]. См. табл. 7-6,Ж.

В — известковая субграувакка, аквитанская моласса, Лованна, Швейцария р14).

Г — известковая субграувакка, моласса Гпбихен, Бургхальде, кантов Аарау, Швейцария:

Аналитик Я. Якоб INigRlI et ol, 1930),

Д — Протокварцнт нз песчаников Берна (мнсснснпнй). Берна, штат Огайо, США. Аяалят··

А. Нкннс TBull. и. S. Ged. Surv.. 60].

E — известковая субграувакка (?). бурднгальская моласса. Ворсн. Изер. Франция FM]

Ж —песчаник (известковая субграувакка?) нз угленосной толщн (карбон), Всстфа ьск«%

угольный бассейн, Франция — Бельгия [441.

3 —песчаник (субграувакка?) нз угленосной толшп (карбон). Вестфальский утянный бас-

сейп |44|.

Химический состав этих пород отражает разнообразие состава как

каркаса, так и цемента выполнения. Надлежащее истолкование данных

химического анализа возможно только при учете минерального состава.

Так, высокое содержание CO

и CaO может означать наличие в породе

и кальцитового цемента, и обломков раковнн, и обломочных частнц

известняка. Повышенное содержание SiO

может указывать яа боль*

284-

шое количество обломочного кварца или обломочного кремня, на при-

сутствие кремнистого цемента или на все три фактора вместе. В отли-

чие от граувакк, большинство литнтовых аренитов характеризуется

низким содержанием Na

O и MgO и высоким — КгО. Правда, есть

исключения: обломочные доломиты обогащены MgO.

Распространение и значение. Лититовые песчаники, возможно, яв-

ляются наиболее распространенными из всех песчаников (см. 314).

Многие (если не большинство) палеозойские песчаники Центральных

Аппалачей представлены лититовыми песчаниками. Ими же сложены

ордовикская формация Осунго

[176] (рис. 7-15), девонский песча-

ник Брадфорд-lII, описанный в

классической работе Крынина

[168], мнссисипские формации По-

коно [231] и Мок-Чанк [149, 211],

пенсильванская формация Потсвилл

[211]. Эти песчаники богаты квар-

цем н бедны полевыми шпатами;

они сцементированы кварцем и со-

держат большое количество облом-

ков пород, слабо метаморфизован-

ных или осадочных по происхо-

ждению.

К лнтитовым ареннтам отно-

сятся многие юрские и меловые

песчаники Скалистых гор. Это бо-

гатые кремнем арениты Монтаны

[279, 286] и Альберты [188]. Лити-

товыми аренитамн представлена

также меловая формация Чико в

Калифорнии [323].

Большинство третичных песча-

ников Молассового бассейна юга

ФРГ и Швейцарии является лити-

товыми аренитами (см. рнс. 7-14),

многие из ннх содержат обломоч-

ные зерна микритовых карбонатов [101, 107]. Не все лититовые арени-

ты связаны своим происхождением с орогеннческнми поясами. Многие

третичные пески побережья Мексиканского залива представлены лити-

товыми аренитами. Хорошо известны олигоценовая формация «Фрио»

[222], миоценовые песчаники Оквилл [92] н формация Уплкокс [323].

Весьма распространенными являются протокварциты или субли-

тарениты. Примерами могут служить некоторые кварциты Тускарора

(силур) Центральных Аппалачей [328], пенсильванские песчаники

Анвил-Рок в Иллинойсском бассейне [147].

Вероятно, большинство песков современных крупных рек являются

лититовыми. Так, средняя проба из 187 образцов песков р. Огайо со-

держит 62% кварца, 31% обломков пород и 6% полевых шпатов [97].

Это — типичный лититовый аренит.

Весьма многочисленны древние лититовые арениты; они, возможно,

являются наиболее распространенным типом песчаников. На основе

изучения средней пробы по 121 образцу песчаников различного воз-

раста и условий залегания Петтиджон [237] подсчитал, что лититовые

арениты охватывают 26% всех песков, тогда как аркозы составляют

Рис. 7-15. Песчаник Осуиго (ордовик)

Гора Болд-Игл, близ Стейт-Колледж.

штат Пенсильвания. США. Николи скре-

щены, X15.

Формация содержит 60% кварца или более.

30—40% обломков пород. Первоначальные

очертания зерен кварца видны плохо, вто-

рнчпыЛ кварц делает граяяцы между зернами

взаимопроникающими, сутурными. Обломки

пород представлены главным образом алевро-

литом. тонкозернистым песчаником, тонкозер-

нистым кварцитом н слабо метаморфнзован-

ным фнллнтом. Полевые шпаты очень редки —

всего 1—2%

285-

только 15%. Лититовые арениты типичны для разрезов меловых

ΐρβ*

тичных отложений. Из 718 образцов меловых, палеоценовых и эоцено*

вых песчаников Западной Венесуэлы 400, или около 56%, оказались

лвтитовыми или сублититовымн [6]. Только 79, или 11%, были арко^

зами или субаркозами. Лититовые арениты в какой-то степени играют

ту же роль, что и граувакки в разрезах древнего флиша, однако они

распространены как в пределах геосинклиналей, так и вне их. Типич-

ный молассовый песчаник, вероятно, является лититовым аренитом.

Лититовые арениты представляют собой незрелые пески, в которых

большая часть обломков пород механически или химически неустойчи-

ва. А вот какая часть песка образовалась за счет тонкозернистых

пород, точно не известно. При дезинтеграции грубозернистых пород без

их химического разложения образуется песок, но можно ожидать, что

тонкозернистые породы при разрушении будут поставлять частицы

алевритовой размерности. Механически непрочные компоненты пород,

по-видимому, легко разрушаются на участках с интенсивной абразией,

например, в волноприбойной зоне. Химически неустойчивые частицы

пород разрушаются в процессе диагенеза с образованием вещества

матрикса. Возможно, лититовые арениты являлись предшественниками

граувакк в древних геологических разрезах. Для образования аркозов

требуется ограниченная область питания, по-видимому, в пределах

небольшого водосборного бассейна. Формирование литнтовых аренитов

в целом связано с более обширной областью питания, с более крупным

водосборным бассейном, который может быть сложен разнообразными

по литологии породами. Поэтому лититовые арениты могут формиро-

вать аллювиальные н дельтовые отложения крупных рек; наиболее

характерны онн для миогеосинклиналей, хотя и не ограничиваются

ими.

Граувакки и родственные им породы

Учитывая возможную связь между лититовыми песчаниками и

граувакками, рассмотрим песчаники, к которым был применен термин

граувакк а. Сам термин породил много противоречий не только

в отношении происхождения названных так пород, но и в понимании

этого термина. Этим вопросам посвящено огромное количество работ.

Хорошая обобщающая работа по проблемам номенклатуры была вы-

полнена Доттом [74]. Позже эти вопросы рассматривались Окадой

[227] и Петтиджоном с соавторами [238]. Граувакка — это старый

термин, который, очевидно, был впервые применен к песчаникам верх-

недевонской— нижнекаменноугольной толщи гор Гарца. Эти породы

подверглись новому тщательному изучению в последние годы [141,

207]. Их отличительными особенностями являются темно-серая окраска,

заметная литифицированность, обилие полевых шпатов и обломков

пород, отсутствие обычного порового цемента, вместо которого пред-

ставлен матрикс, состоящий из тонких прорастающих кристаллов сери-

цита и хлорита, смешанных с зернами кварца и полевых шпатов

алевритовой размерности. Эти породы, в отличие от аркозов заметно

обогащены FeO, MgO и Na

O. Хотя прн попытке точного определения

граувакк возникли некоторые трудности, все же существует достаточно

однородная группа пород, сходных по всем основным параметрам

с классическими граувакками Гарца, которую по традиции называют

грауваккамн. Присутствие темноцветного мелкозернистого матонк^

является существенным признаком этих пород.

•286

Как отмечено на с. 280, термин был использован и в более широ-

ком значении, с включением в эту группу пород, определяемых иыне

как лититовые арениты. Хотя они внешне сходны с граувакками, но

отличаются от них отсутствием матрикса, наличием пор и осажденного

минерального цемента. От такого расширенного понимания термина

граувакка в основном уже отказались.

Матрикс является основой проблемы граувакк как в части опре-

деления, так и при интерпретации. Каково же количество матрикса и

каков верхний предел его размерности? По мнению Окады [227], про-

центное содержание матрикса, отделяющее вакки (важнейшим классом

Рнс. 7-16. Граувакка Кульма (карбон), горы Гарца, ГДР. Николн скрещены, +22.

Типичная или «класснческзн» граувакка, состоящая главным образом нз угловатых, очень плох»

сортированных зерен кварца, полевых шпатов и обломков пород, помещенных в тонкозернистый

хлоритовый матрикс

Рис. 7-17. Граувакка Кускоквнм (мел), район Кускоквим, Аляска. Ннколи скрещены

X 22.

Граувакка характеризуется низким содержанием кварца, большим количеством полевых шпатов,

в значительной части представленных гнпндноморфнымн кристаллами, в также большим коли-

чеством обломков афаннювых пород со структурами течения. Очень плохая сортнрованность.

Это — граувакка со значительным прнвносом вулканического материала

которых служат грауваккн) от «чистых» песчаников, варьирует от 5 до

25%. Дотт [74] и Гнлберт [323] принимают за рубеж 10%. Большин-

ство исследователей (в том числе и автор этой работы) придерживают-

ся величины 15%. Верхний предел размерности также колеблется.

Окада [227] отмечает, что большинство авторов принимают его рав-

ным 20 мкм. В данной работе, как и в более ранней [238], используется

величина 30 мкм.

Строение и состав. В целом граувакки представляют собой темно-

серые или черные крепкие породы, обычно без признаков внутренней

слоистости или слоеватости; они часто, хотя к не всегда, характери-

зуются градационной слоистостью. В небольшом обнажении или образ-

це их можно ошибочно принять за основную изверженную породу.

Под микроскопом граувакка имеет вид мнкробрекчии, сложенной:

острыми, угловатыми н призмовидными зернами кварца, а также угло-

ватыми зернами полевых шпатов и частицами пород, погруженными

в пастообразную массу, которая в некоторых случаях по объему равна

или превосходит суммарное количество крупных обломочных зерен

(рис. 7-16). Эта пастообразная масса илн матрикс представляет собой

287-

микрокристаллический агрегат кварца, полевого шпата, хлорита ^

рицита и местами замещается мозаичными карбонатами. При скрещен·;

ных николях различие между матриксом и тонкозернистыми частицами

пород почти полностью исчезает, фактически их трудно отличить.

С э-им связано предположение [26], что объем матрикса в граувакка*.

сильно завышают. В некоторых граувакках отмечается линеиное зале*

гание чешуек серицита и хлорита, которое предшествует сланцеватости,

Но в большинстве этих пород строенке матрикса хаотичное.

T а б л

ц з 7-8

Модальные анализы граувакк

Кварц

Полевые шпаты

Обломки пород

«Матрикс»

Слюда и хлорит

Прочие

В Г

E ж

3 И

4 24

Следы

21 19 12

•

*·

45 25

33 21 39

.—

— —

—

* 10'*

—

* Отдельно не отмечен: 38% породы составляют «глина и алеврнт».

·· Отдельно не отмечен.

" Роговая обманка н пироксен.

А — лнтитовая граувакка (девон). Австралия, среднее нз S анализов [55].

Б — полевошпатовая граувакка Таннер (девон — нижний карбоя), Гарц [141].

В — полевошпатовом граувакка, францисканская формация (юра?), штат Калифорния. США.

Среднее нз 17 анализов [259[.

Г — полевошпатовая граувакка (докембрий), провинция Онтарио, Канада. Среднее из 3-х *вв-

лизов [233].

Д — граувакка Пурарн (мел), Пзпуа. Среднее из 4-х аналнвов [78).

E — туфогенная граувакка Ауре (миоцен). Папуа. Среднее нз 2-х анализов [77]-

Ж — лнтитовая граувакка Мартинсберг (ордовнк), штат Пенсильвания. США [191].

3 —граувакка (нижний мезозой), район Порнрура, Новая Зеландия [Webby, 19S9, Nev

Zealand lour. tied. Geophys. ν 2].

И —граувакка (кульм), Гарц 207.

К — формация Беруош (архей), йеллоунайф, Северо-Западные территории. Канада (142].

Состав граувакк достаточно изменчив. Чаще всего основным ком-

понентом является кварц. В составе большинства граувакк он форми-

рует меньше половины песчаной фракции, во многих граувакках кварца

содержится не более 1/4, иногда он составляет лишь 1/10 (табл. 7-8).

Почти повсеместно зерна кварца сильно угловаты, обычно им свойст-

венно четкое волнистое погасание. Как исключение, граувакки могут

содержать вулканогенный кварц; при увеличении доли обломков вул-

канических пород, зональных кристаллов полевых шпатов и раздроб-

ленных эвгедральных кристаллов эти граувакки (рис. 7-17) незаметно

переходят в отложившиеся под водой туфы и туфогенные песчаники.

В граувакках обычно присутствуют полевые шпаты; в отдельных слу-

чаях их содержится столько же, сколько и кварца, или даже больше

(рнс 7-18). Обычно они представлены плагиоклазами, часто натрие-

выми, близкими к альбиту. Этим объясняется высокое содержание

O при валовых химических анализах. Возможно, полевые шпаты

когда-то содержали больше кальция; освободившийся при деанорти-

тизацни плагиоклаза кальций проявляется в породе в виде кальцито-

вых пятен замещения. Калиевые полевые шпаты во многих граувакках

полностью отсутствуют, этот факт трудно объяснить. Это может быть

связано с особенностями области питания, например, когда источники

сноса представлены кварцевыми диоритами или натриевыми гранитами,

28-

•а также может объясняться некоторыми диагенетнческими или низко-

температурными метаморфическими изменениями [112].

Обломочная слюда, представленная и мусковитом, и биотитом

(и хлоритизированным биотитом) — обычный, но не очень распростра-

ненный компонент.

Многочисленны и разнообразны обломки пород. Маттиат [207], на-

пример, выделил 19 различных типов пород в граувакках кульма гор

Гарца. Они составляют в среднем 26% песчаной фракции. Среди об-

ломков пород были установлены эффузивные породы как кислого, так

и основного состава, несколько типов слабометаморфизованных пород

(включая кварциты, слюдистые,

серицитовые и хлоритовые сланцы)

н немного обломков осадочных по-

род (включая несколько типов пес-

чаников и аспидных сланцей).

Граувакки можно сгруппиро-

вать в два крупных класса: поле-

вошпатовые граувакки и ли-

титовые граувакки, харак-

теризующиеся -относительным пре-

обладанием полевых шпатов или

обломков пород. Как отмечено вы-

ше, граувакки переходят в вулкано-

генные граувакки, отмеченные при-

сутствием вулканогенного кварца,

зональных полевых шпатов, разру-

шенных фенокристаллов, а также

увеличенным количеством облом-

ков вулканогенных пород. Многие

вулканогенные вакки характеризу-

ются очень низким содержанием

кварца (см. рис. 7-17). Эти породы

постепенно переходят в туфы, отло-

жившиеся под водой. К породам

с исключительно высоким содержа-

нием кварца применяется термин

кварцевая вакка. Эти относительно редкие породы своим про-

исхождением связаны с осадочными исходными породами.

Граувакки, за небольшим исключением, характеризуются доста-

точно определенным валовым химическим составом (табл. 7-9).

Как видно из этой таблицы, граувакки обогащены Al

, FeO, MgO и

O. Высокое содержание Na

O отражает альбитовую природу поле-

вых шпатов, высокое содержание MgO и FeO в этих породах обуслов-

лено обогащенностыо хлоритового матрикса железом. Граувакки отли-

чаются от аркозов преобладанием Na

O над K

O, MgO над CaO и FeO

над Fe

. По валовому химическому составу граувакки мало отлича-

ются от гранодноритов. Об исходных пород пески обычно отличаются

увеличением доли SiO

и уменьшением Al

, железа, щелочей и щелоч-

ных земель. Сходство химического состава граувакк и гранодноритов

указывает на сильное подавление процессов выветривания и сортиров-

ки. Современные пески реки Колумбия характеризуются очень близ-

ким к грауваккам валовым химическим составом [319]. Их минераль-

ный состав свидетельствует о смешанной, гранитно-вулканической об-

ласти питания.

Рис. 7-18. Францисканская граувакка

(верхняя юра). Близ Сан-Фраициско,

штат Калифорния, США. Николи скре-

щены, X 22.

Типичная полевошпатовая граувакка. состоя-

щая преимущественно из кварца, я также по-

левых шпатов и обломков пород, помещенвых

в тонкозернистый хлоритовый и сернцитовый

матрикс. Обратите вннмапне на плохую охз-

танность н недостаточную сортированное»

материала

289-

Проблема матрихса. Как заметил Каммин<Г[891; Метрике штяйна»

«сутью граувакковой проблемы». Метрике интерпретировали ио-разййг

му* Поскольку он имеет общий состав е аспидным сланцем, его считал^

продуктом перекристаллизации первичиообломочного глинистого Utat

териала в условиях слабого метаморфизма. Если это так, то проблему

заключается в том, чтобы объяснить одновременно отложение песка я

глины. Обычно в водных потоках осадки сортируются, песчаная к г ли*

Таблиц» 7-0

Химические анализы граувакк

Компоненте

SiO,

TiO,

FeO

MnO

MgO

К,О

O+

ZrO

SO,

С у ч

60,51

0,87

15,36

0,76

7,63

0,16

3,39

2,14

2,50

1,69

3,38

0,15

0,27

0^42

66,24

0,64

15,28

0,70

4,53

0,06

2,74

1,71

3,12

1.91

2,49

0,08

0,12

оТз8

76,84

11,76

0,55

2,88

Следы

1,39

0,70

2,57

1,62

1,87*

69,11

0,60

11,38

1.41

4,64

0,17

2,06

1,15

3,20

1,76

4.13

0,05

0,03

100,24 99.99 100,18

99,69

68,85

0,74

12,05

2,72

2,03

0,35

2,96

0,50

4,87

1,81

2,30

0,77

0,06

0,08

Стелы

0,07

99,94

74,43

0,83

11,32

0,81

3,88

0,04

1,30

1,17

1,63

1,74

2,15

0,20

0,18

0,48

60,6

0,7

13,5

2.2

1.6

0,1

1,6

1,3

2,9

1,6

2,8

0,3

0,2

0.6

0,12-

0,17

71,1

0,5

13,9

Следы

2.7

0,05

1.3

1.8

2.3

1,9

0,26

0.10

вЛ2

Следы

0,09

100,45

100,0

99,8

68,84

0,25

14,54

0,62

2,47

Не оби.

1,94

2,23

3,88

2.68

1,60

0.35

0.15

0,05

0.14

0,15

0^04

99,93

* Потеря при прокаливании.

А — архей. оз. Маниту. провинция Онтарио. Канада. Аналитик В. Брюкн .

Б среднее нз трех образцов граувакк формации Бсруош (архей), ваша Иеллоунвйф,

ро-Западные территории, Канада. Аналитик Л. Сеймур 1142).

B сланцы Тайлер (анимик). Херлн, штат Висконсин США. Аналитик X. Стоке. |71Ь

Г — ордовик (?). Ренселер. близ Спенсертауиа, штаг Нью-Йорк. Аналитик X. Уншн U

I ,

Д — грауаакка Таннер (верхний деаон—анжянй карбон). Шварцфельд, ГДР. Ааамшь

Р. Хемнбояд [141). '

Е — граунакка нз сланцев Стэнли (кар<!он), близ Мнны, штат Арканзас, США. JUMM

Б. Бпонн [2361.

Ж —средняя проба нз 6 образцов граувакк» Кулька на Обергарце, ГДР [207].

3 —средняя проба (нижний мезозой), приготовленная смешением равных частей нз 10 об*

раацов граупакк, отобранных в обнажениях вдоль берега между Палмер Хед н Уэ-Те-Така. Вевч

лннгтон. Новая Зеландия. Аналитик Дж. Рнчн [24В).

Il — францнсканскан формация (юра?), карьер хомНаннн Окленд-Пейвннт. Пидмонт, шта*

Калифорния. Аналитик Дж. Хвйсон |67j.

К —эоцен, близ Солдака, горы Олнмпнк, штат Вашннгпн, США. Аналитик Б. Bpon [BSSfc,

нистая фракции накапливаются отдельно. Даже в реках, переносящн!

преимущественно ил, отлагаются сравнительно «чистые» (без прнмеср

глин) пески. Вудленд [326], один из первых исследователей этой пробЬ

лемы, предполагал, что электролпты морской воды могут коагулирйр

вать глинистые частицы так, что они осаждаются вместе с песчаной

фракцией. Однако современные прибрежные мелководноморские пескр

вряд ли могут свидетельствовать в пользу предположения Вудленд»

Матрнкс граувакк также связывают со способом их переноса я Ot

ложення. Кюнен н Мнльорини [183], например, отмечали, что «все Htt

290-

ключительные и труднообъяснимые особенности типичных серий сорти-

рованных граувакк можно легко объяснить деятельностью мутьевых

потоков высокой плотности». Такие потоки взвешенного тонкого гли-

нистого материала способны переносить песок вниз по подводному

склону в пределы глубоководных участков, где, в местах запруживания,

отлагают совместно груз песка и тонкого глинистого материала, об-

разуя сортированную граувакку с очень богатым глиной матриксом.

Накопление таких песков в глубоководных морских впадинах могло бы

объяснить, почему не удается обнаружить современных аналогов древ-

них граувакк. Однако таких отложений на глубоководных морских

участках, по-видимому нет. Совре-

менные пески этих участков имеют

предположительно- турбидитное

происхождение и характеризуются

отсутствием матрикса [145]. Теоре-

тические соображения [182] также

дают основание считать, что в этих

отложениях содержание глинистого

матрикса не превышает 10%.

Еще одно объяснение происхо-

ждения матрикса связывает его с

постседиментационной инфильтра-

цией глинистого материала, вызван-

ной перемещением поровых вод из

перекрывающих и подстилающих

слоев [80, 162].

В любом случае очевидно, что

матрикс представляет собой перек-

ристаллизованный материал и что некоторые его реакции с обломоч-

ным песком происходили давно. Первоначальные грани кварцевых зе-

рен, созданные в водной среде, полностью исчезают, их место занима-

ют своеобразные рогатки (shevaux-de-fris) зеленых кристаллов хлори-

та, вдающихся в светлые зерна кварца. Это явление впервые наблюдал

Гринлн [121], позднее оно было подтверждено другими исследовате-

лями [168]. Ирвннг и Ван-Хайз [155] рассматривали матрикс как

продукт «... слюдистого изменения полевых шпатов». Позже Камминс

[59] относил все (или почти все) матриксы к продуктам диагенеза.

Он отмечал, что большинство третичных и современных турбидитов не

обладает таким обильным матриксом, какой встречается в сопостави-

мых палеозойских н более древних турбиднтах. Последние предполо-

жительно подвергались глубокому погребению и начальному мета-

морфизму, который привел к изменению неустойчивых компонентов,

главным образом неустойчивых обломков пород и полевых шпатов

(рис. 7-19). В современных песках, химически сходных с граувакками,

при температуре 250°С и давлении воды 100 МПа формируется матрнкс

и образуется синтетическая граувакка [133]. Эти эксперименты, до-

полненные наблюдениями Бренчли [30], установившего, что матрикс

некоторых ордовикских вулканогенных граувакк, обычно составляющий

40—60% всей породы, отсутствует там, где присутствует кальцитовый

цемент, свидетельствуют о дпагенетическом происхождении матрикса.

Очевидно, раннее осаждение кальцитового цемента препятствовало об-

разованию матрикса.

Можно сделать вывод, что образование матрикса происходит раз-

личными путями. Как отмечает Диккинсон [70], существуют прото-

рикса граувакк. По Каммннсу [59], с из-

менениями.

Г —устойчивые песчаные зерна, Tl —сравни-

тельно неустойчивые песчаные зерна, ill —

очень неустойчивые песчаные верна

291-