Петтиджон ?. Дж. Осадочные породы

Подождите немного. Документ загружается.

матрикс, ортоматрнкс, эпиматрикс и π сев AffMrgrjnr?

Первый —это захваченная в поры обломочная глина, второй -ч пере»

кристаллизованный материал, третий — продукт диагенетического из-

менения зерен песчаной размерности, а четвертый образован в

зультате деформации и раздавливания мягких обломков глинисты*

пород. Хотя в породе возможен матрикс любого типа, однако в боль*

шинстве древних граувакк он представлен эпиматриксом, что связано!

с глубоким погружением пород и со слабым метаморфизмом или

интенсивным диагенезом; все это вместе названо Кюнеиом [182J

грауваккизацией.

Проблема Na

O. Высокое содержание Na

O в граувакках объяс·*

иялось по-разному [82]. По-видимому, оно обусловлено первично

высоким содержанием его в альбитовых полевых шпатах. Например,,

в граувакке Таннер [141] содержится 3,5% Na

O. Для этого количества

требуется 30% альбитового полевого шпата, эта оценка подгверждает»-

ся наблюдаемым фактическим 30—40% содержанием полевых шпатов»

85—90% которых имеют состав Апз-ю.

Полевые шпаты являются обломочным компонентом. Однако неяс-

но, имеет ли их альбитовая природа первичный характер или она

определяется диагенетическими особенностями. Тесная ассоциация эвгео·

синклинальных граувакк с зеленокаменными породами (спилитами)

позволяет предполагать, что эта проблема связана с происхождение^

спилитов [301]. Существуют также признаки постседимеитационной

альбитизацни. Граувакки содержат неправильные включения кальцита,

замещающего обломочные компоненты, а также жеоды и прожилкй

этого минерала. Возможно, CaO появляется в результате альбнтизации.

Но если альбит является первичным компонентом, то почему ассоции-

рующиеся н переслаивающиеся с граувакками аспидные сланцы также

не обогащены натрием? Так, пелитовые слои, переслаивающиеся с не-

которыми мезозойскими граувакками Новой Зеландии, имеют нор-

мальное отношение Na

0/K

0, при котором K

O значительно больше,

чем Na

O. В то же время в сннгенетичных граувакках преобладает

обратное соотношение [248]. С другой стороны, магматические породы

многих эвгеосинклинальных поясов заметно обогащены Na

O, и неко-

торые ассоциирующие с ними пелитовые слои характеризуются повы-

шенным содержанием Na

O [308]. Как уже отмечено, отсутствие

калиевых полевых шпатов является характерной особенностью грау-

вакк. Оно объясняется постседнментационным растворением и удале-

нием K

O [112].

В общем проблема Na остается нерешенной.

Распространение и геологическое значение. Большинство граувакк

представлено в геологических разрезах преимущественно палеозойских

и более древних пород, в основном они составляют часть флишеподоб-

«ь.х толщ. Обычно они ассоциируют с зеленокаменными породами

[302] и являются характерными песчаниками эвгеосинклинальных

складчатых поясов. Эвгеосинклинальиые граувакки часто обогащены

полевыми шпатами и имеют постепенный переход в вулканические

вакки. Примерами докембрийских граувакк служат архейские толщи-'

Канадского щита [233 73, 308], Фенноскандни [275], древний докемб-

рии Южной Африки [11]. Широко известны палеозойские граувакки!

ЮЖНЫ

нагорпй

Шотландпн

[309], граувакки Гарц*

[88, 141, 207] и Нового Южного Уэльса в Австралии [55]. Подробив

описаны мезозойские граувакки Новой Зеландии [248], францТскан-*

292-

ской формации в Калифорнии [67, 289, 14], граувакки Кускоквию

(мел) на Аляске [189].

Граувакки встречаются также в геосинклинальных областях, где

вулканизм не проявлялся или проявился очень слабо. Примерами та-

ких граувакк в докембрии служат граувакки сланцев Томсон блна

Дулута, штат Миннесота [266], песчаников Челмсфорд в районе Сад-

бери, провинция Онтарио, Канада [322]. Примерами палеозойских

граувакк являются граувакки формации Мартннсберг (ордовик)

в Центральных Аппалачах [191], граувакки сланцев Порманскилл

(ордовик) в Нью-Йорке [314] и формации Хеимонд (пенсильваиий)

в Техасе [193]. Более молодые граувакки представлены меловыми

граувакками Японнн [269, 224, 225], а также большей частью песча-

никами с градационной слоистостью Апеннин в Италии [267]. Все эти:

граувакки из миогеосинклинальных областей характеризуются замет-

ным преобладанием частиц пород над полевыми шпатами.

Граувакки (в принятом в данной работе определении) охватывают-

от Vs до

U всех песчаников (см. с. 314), они широко распространены

в палеозойских и более древних орогенических поясах и отсутствуют

в неднслоцированных разрезах стабильных областей кратонов или щи-

тов. Граувакки морского происхождения, как предполагается для при-

веденных выше примеров, представлены турбиднтными песками фли-

шевых фаций. Однако нн флишевые пескн, ни турбидитные пески

нельзя отождествлять с граувакками.

Кварцевые арениты (ортокварциты)

Определения. Все терригенные пески обогащены кварцем, тольк>-

в немногих кварц не является преобладающим компонентом. Следо-

вательно, почти все песчаники могут быть названы кварцевыми. Од-

нако некоторые разновидности песков почти полностью сложеньг

кварцем. Такие пески названы Тиежем [297] ортокварцитамн;

этот термин популяризировал н более строго определил Крыннн [171]_

который применял его к пескам, полностью сложенным кварцевыми

зернами, сцементированными кремнеземом. В традиционном смысле

истинные кварциты — это те породы, в которых при раскалывании

трещины не обходят зерно, а рассекают его. Но это осадочные квар-

циты — ортокварциты, а не метакварциты. Как отметил Крыннн.

[174], многие из них содержат примесь карбонатного цемента как:

дополнительного конечного продукта; по мере увеличения количества

этого несиликатного материала ортокварциты становятся менее слиа-

нымн. Так как термин «ортокварцнт» распространили и на эти менее

сливные породы и даже на рыхлые нлн современные кварцевые пески,,

это порождает определенную путаницу и противоречия, поскольку

отрицает давно сложившееся представление о кварците как об очень,

твердой, плотной породе [205]. Поэтому были предложены другие-

термины—кварцевый аренит [323] илн кварцаренит

[192]. Хотя термин ортокварцит широко использовался на про-

тяжении длительного времени, в современной литературе рекомендуется

постепенно заменять его на кварцевый аренит.

Строение и состав. Под кварцевыми аренитами в этой работе под-

разумеваются пескн, обломочная фракция которых на 95% или более-

состоит из кварца. Обычно онн сцементированы кварцем, отложив*

шимся одновременно с обломочным кварцем, так, что являются настоя-

щими ортокварцитами (рис. 7-20). IIo иногда оии сцементированьв

293-

кальцитом или рыхлые и несцементированные совсем. Сцементирован-

ные кварцем разновидности, являясь истинными кварцитами я будучи

устойчивыми к эрозии, слагают вершины высоких холмов, а пр№

дислокациях формируют высокие гряды. Многие кварцевые арениты

слагают относительно маломощные, но обширные по площади пластьг,

встречаются и мощные (иногда более 1000 м) толщи, как в некоторых

докечбринских формациях. Для многих пород характерны знаки ряби,

и косая слоистость.

Рис. 7-20. Кембрийский песчаник, гора Afipon

штат Мичиган, США. Ннколн скрещены, Х40.

Пылевидная каемка отмечает первоначальные контуры

зерен кварца. Кварцит образовался прн цементации

кварцевым цементом, продолжающим кристаллографи-

ческую ориентировку обломочных зерен кварца

Кварц в ортокварцитах преимущественно монокристаллическии,

так как полнкристаллические зерна менее устойчивы и в основном

уничтожаются [21]. По этим же причинам для таких песков характер·

но нормальное, а не волнистое погасание [22]. Кварцевые зерна

хорошо сортированы и превосходно окатаны. Поэтому многие из этих

песков и в структурном отношении, и по составу отличаются наиболь-

шей зрелостью. Другие компоненты весьма немногочисленны; могут

встречаться хорошо окатанные зерна кремня или столь же устойчивые

кварцптовые обломки. Фракция тяжелых минералов очень ограничена

и представлена ыаьным образом хорошо окатанными зернами турма-

лина и циркона, возможно, с некоторым количеством рутила и ильме-

нита (или замещающего их лсйкоксена).

Обычно цементом служит кремнезем. Как правило, это кварц, от-

ложившийся оптически и кристаллографически единообразно с окатан-

ными обломочными зернами кварца. В песках, не полностью заполнен-

ных цементом, обрастания образуют правильно оформленные грани

кристаллов, отражающих свет таким образом, что порода на ярком

свету сверкает. Регенерированные кристаллы кварца (см. рнс, 7-20)

294-

ограничивают поры песчаника; во многих рыхлых песках видны хорошо

оформленные пирамидальные верхушки кристаллов (см. рис. 7-1). Ha^

блюдения показывают, что оин приблизительно совпадают с длинными

осями обломочных ядер. Конечным результатом процесса разрастания

является сокращение порового пространства, смыкание каемок обрас-

тания друг с другом, образование взаимопроникающей мозаики кварца,

внутри которой можно различить по тонкой линии включений округлые

очертания первичных обломочных зерен (см. рис. 7-20). В некоторых

кварцевых аренитах это «пылевидное кольцо» πο-гги не видно или пол-

ностью отсутствует. Оно хорошо заметно в том случае, если обломочные

зерна имеют оболочки из окислов железа.

Для многих ортокварцитов характерны явления растворения под

давлением, например, хорошо развитые стилолптовые швы [137],

микростилолитовые контакты зерен, особенно между зернами кремня.

Растворение под давлением способствует превращению кварцевого

песка в кварцит. Этот процесс детально описан Сколником [278] и вос-

произведен экспериментально: рыхлый кварцевый песок подвергался

воздействию высокого давления и повышенной температуры при на-

личии соответствующих поровых растворов [208, 83]. Однако иссле-

дования ортокварцитов методом люминесцентной микроскопии показы-

вают, что во многих случаях, когда предполагалось растворение под

давлением, мы наблюдаем не что

иное, как конечную картину реге-

нерации кварцевых зерен [277].

Некоторые кварцевые арениты

сцементированы такими разновид-

ностями кремнезема, как опал и

халцедон. Они образуют оболочку

на зернах (см. рис. 7-24). Халцедо-

новый цемент иногда проявляет

микроволокнистую структуру, при

этом волокна располагаются пер-

пендикулярно к поверхности зер-

на. Опаловый цемент характерен

лишь для очень молодых песчани-

ков. В более древних он подвергся

девитрифь"кацин н ныие стал хал-

цедоновым.

Карбонатный цемент, кальци-

товый илн реже доломитовый, обыч-

но присутствует в виде примеси в

кварцевом цементе. Однако во мно-

гих случаях, особенно в молодых

песчаниках, он может быть основ-

ным цементом. Обычно каждая по-

ра заполнена (полностью или ча-

стично) одним кристаллом карбоната. В исключительных случаях кар

бонатные кристаллы крупные и охватывают несколько обломочных зе-

рен. Оии образуют так называемые песчаники с пятнистым блеском

(рис. 7-21). Как отмечено ниже (с. 305), карбонатный цемент может

внедряться в обломочные зерна кварца и корродировать их.

С появлением в составе полевых шпатов кварцевые арениты по-

степенно переходят в субаркозы или, при достаточно большом содер-

жании обломков пород, в протокварциты (сублитарениты). Переходная

Рнс. 7-21. Формация Дакота (мел). Лин-

кольн, штат Канзас, США. Ннколн скре-

щены, X 84.

НзвестковистыР кварцевый аренит. обнзру

жнвающнй пятнистый блсск в образце, со-

стоит нз окатанных зерен кварца, чаметно

изъеденных н корродированных свяэ вающим

их карбонатным цементом Цемент крупнокрн

сталлнческнй н его единичные кристаллы

включают несколько обломочных зерен кварца

295-

порода характеризуется увеличением количества Иоликристаллическщ

зерен кварца и менее совершенной их окатанностыо.

Ортокварциты и близкие нм песчаники редко содержат окаменв?

лости. Хорошо сохранившиеся карбонатные раковины редки,

если

только они не сильно известковистые. Могут встречаться отдельные

агрегаты кальцита; их присутствие объясняется растворением н повтор-

ным выпадением в осадок вещества раковин. Результат частичного'

растворения раковин, в частности их утонение, а также полная цемен-

тация песка кальцитом внутри раковины отмечены Крыниным [168J.-

Таблица 7-10

Химические анализы ортокварцитов (кварцевых аренитов). По {237]

VCcMnntVHTbl

SiO

TiO

FeO

.MnO

CiO

К,0

HjO-

-P

-ZrOj

со,

Л. п. п.

Сумма

98,87

0,41

0.08

0,11

0,С4

0.08ι

0,15/

0,17

95,32

2,85

0,05

0/4

Следы

0,30

97,58

0,03

1,20

0,10

0,14

ГО. 10

(0,03

97,36

0,05

0,73

0,63

0,14

0,01

0,011

0,04]

0,08

0,19

0,54

0,14

0,02

98,91

0,05

0,62

0,09

0,02

0,01

0,02

83,79

0,48

0,063

99,54

0,03

0,35

0,09

0,06

0,19

0,25

1,44

0,03 0,27

6,93*'

99,91

100.Г0 99,02* 99.94 99,99 100,13» 100,51100,05«* 99,57 99,8

99,40

0,02

0.20

0,01

Следы

0.01

<0,01

0,08

Следы

0,04

0,01

Нет

<0,01

0,28

97,30

0.28

1,40

0,30

0,003

0,03

<0,05

<0.05

0,20

0,06

93,13

3.8ft

0.11

0.54

О~,Ц

О.Й

1,43

• Включает 0,13 SOj.

По расчету.

>· Включает 0.006 органического вещества.

« Включает 0.00008 Cr

Oi, BaO и SrO отсутствуют. NIO менее 0.0001; CuO менее 0.00027, CoQi

менее 0.0002. _

А — капрцнты Месиард (докембрий). Округ Маркатт, штат Мичиган, США. АнвднлЯ

Р. Холл [187Ь

Б —кварциты Лоррен (докембрий), район Пламмер, провинция Онтарио, Канаде. Аналжтм

М. Коннер [SOL

В кварциты сну (докембрий). Сву-Фолс, Южная Дакота [257].

Г —песчаники Лаухавуори (кембрий?). Тнялнхзрью, Финляндия. Аналитик П. Оянперя |»я

Расчетный минеральный состав кварц 70—75%, полевые шпаты 0,1—1,4%, обломки пород 0.1—5,6)1

силикатный цемент 18—20%.

Д — песчаники Сент-Пнтер (ордовик). Мендота. штат Миннесота, США. Аналпяс

К Уильям 1294].

E — песчаники Снмлсоя (ордовнк). Кул-Крнк, Оклахома (36),

Ж — песчаники Тускарора, Хайндмен, штат Пенсильвания, США (Feltke, 1918).

3 —песчаники Орнсканн (девон), карьер Берклн-Спрннгс. Аналитики компаний ПеяснльвагаЦ

Гласс Сзнд н Шарп Шуртц. j

И — песчаники Мэнсфилд (ннаы Пенсильвания), округ Кроуфорд, штат Мнднана, США. Xnv

питики М. Коллер, Р. Лейпннгер, Р. Блэклн. Расчетный минеральный состав: кварц 95,3%. ορΐ%

IOiaj 1.2%, каолин 3.0%, ильменит 0,3% (Mtiiray and PaUon

1953).

К—песчаники Берна (ннсснснинй), Берна, штат Огайо, США. Аналитмс Н. Лорд, Прспф

кварцит (60].

Как можно видеть из табл. 7-10, кварцевые арениты и близкие

K ним песчаники исключительно богаты SiO

; других окислов они могу*

содержать менее 1%. Эти песчаники представляют собой одно нз самыя

крупных известных скоплений чистого кремнезема. Они являются про»

мышленным источником кремнезема, а в случае низкого содержаний

железа из кварцевых аренитов изготовляют стекло. Песчаники с

296-

бонатным цементом содержат значительные количества CaO и COV,

а иногда и MgO, при этом концентрация SiO

соответственно умень-

шается. Тонкозернистые разновидности и песчаники, приближающиеся

к субаркозам и протокварцитам, содержат заметное количество Al

и K

Распределение во времени и пространстве. Ортокварциты известны

во многих местах, они имеют различный возраст, но в большинстве

своем, по-видимому, приурочены к позднему докембрию и раннему па-

леозою. Древнейшие докембрийские толщи (архейские), вероятно, не

срдержат много ортокварцитов. Широко известны и детально описаны,

докембрийские толщн ортоквар-

цитов Северной Америки: квар-

циты Сиу в Миннесоте, Айове и

Южной Дакоте [257], кварциты

Барабу и Ватерлоо в Висконсине

[31], кварциты Стерджон в рай-

оне Меноминн и кварциты* Mec-

иард в районе Маркетт в штате

Мичиган, кварциты Палмс в рай-

оне Гогебик в Висконсине и Ми-

чигане, кварциты верхней части

формации Лоррен на северном

берегу озера Гурон, Онтарио

[129], формация Оджик близ за-

дива Коронейшн на Северо-За-

падных территориях [144]. Эти

толщн имеют большую мощность,

часто превышающую 1000 м,

обычно им свойственны косая

слоистость и знаки ряби. Про-

слои пелнтовых отложений или

редки, или отсутствуют. К этим

породам относятся также песча-

ники Сибли группы Кивино в

районе залива Тандер на побе-

режье озера Верхнего и песча-

ники Хинкли в Миннесоте [294].

Кварцевыми аренитами поздне-

докембрийского возраста сложе-

на формация Атабаска в Северном Саскачеване [84], распространен-

ная на площади 104 000 км

, а также близкая к ней по характеру н

условиям залегания формация Телон на Северо-Западных территори-

ях [72].

Нижнепалеозойские толщи Северной Америки изобилуют кварце-

выми аренитами (рис. 7-20, 7-22, 7-23). В отличне от докембрийских

пород, онн гораздо хуже сцементированы, менее мощные, но имеют

широкое площадное распространение. В верховьях долины Миссисипи

развиты кембрийско>ордовнкскне кварцевые арениты. Они представ-

лены кембрийскими песчаниками Дресбах, Франкония и Джордан [120]

и ордовикскими песчаниками Нью-Ричмонд н Сент-Питер [61, 292].

Кварцевыми аренитами сложены кембрийские формации Гейтсберг и

Чнккиз н девонская формация Орисканн в Центральных Аппалачах.

Ортокварцитами являются также песчаники Тулин-Крик (ордовик) гор

Арбакл в Оклахоме (см. рис. 7-23), песчаники Блейкли и Кристал-

Рнс. 7-22. Конгломератовый кварцевый

ареннт нз сланцев Колдуотер (девон), штат

Мичиган, США. Ннколн скрещены, X14

Галька жнлыюго кварца (крупный облом к>

представляет собой хороший пример полнкрн-

сталлического кварца: кварц, карбонатные об-

ломки («пылеватые») и кремень (микрокристал-

лические агрегаты) сцементированы карбонатами

Аутнгенный пнрнт образует кольцеобразные каем,

кн вокруг карбонатных обломков

297-

Маунтин в районе Уошито. На западе Соединенных Штатов кварцбвч*

ареииты представлены кварцитами Флэтхед (кембрий) в Вайомингу

кварцитами Юрика (ордсяик) н Неваде н кварцитами Суон-Пше

в Айдахо [1611. Примерами позднепалеозойских кварцевых аренито»'

служат песчаники Тенслип в Вайоминге и их фацнальный аналога

формация Kacnep и кварциты Унбер в Юте.

Кварцевыми аренитами являются также песчаники Дакота (мел)

(см. рис. 7-21) Великих равнин и некоторые близкие к ним маломощ-

ные третичные пески, например пески Коханси в Ныо-Джерси [40].

Рнс. 7-23. Песчаник Тулин-Крнк (ордовик), штат Оклахома. США. HHKOIH скреще-

ны, X 55.

Зрелый песок, слабо сцементированный карбонатным цементом, вследствие чего имеет вы соку*

пористость

Рнс. 7-24. Песчаник с опаловым цементом из «кварцита» Огаллала (плиоцен), штат

Канзас, США. Без анал1иатора, X 20.

I рубозерннстый песчаник, состоящий нэ кварца и небольшого количества полевых шпатов, сцемев-

тнровинных опалом

Примерами кварцевых аренитов в Европе служат песчаники Xap-

деберга в Швеции [127], кварциты Малверн (кембрий) в Англии,

песчаники Лаухавуори в Финляндии [275], некоторые песчаники мело-

вого возраста, такие как песчаник Квадер в Гарце [252], а также

третичные песчаники Фонтенбло во Франции [44].

Из перечисленных примеров стуювится ясно, что кварцевые аре--

инты распространены очень широко' (возможно, они составляют одну

треть всех песчаников), что они имеют преимущественно позднедокемб»

рнискнй и раннепалеозойский возраст (наиболее мощные толщи — до-

кембрийские) и что онн наиболее характерны для стабильных кратон*

ных областей. Многие кварцевые арениты встречаются вместе

с известняками и доломитами, в большинстве нз них отсутствуют ГЛ1Ь

нистыс прослои. Хотя ортокварциты являются типичными для стабиль^

ных участков щнтов, они иногда распространяются в пределы окраин-

ных участков мпогеосннклинальных поясов. Предполагается, однако

что пески образовались в стабильных областях. Ортокварциты почт»

ие известны в эвгеосинклнналях, по есть и несколько исключений. Taiq

Кетнер [161] описал ордовикские ортокварциты (формация Вальмп)

в эвгеосинкиннальной области Невады, где они ассоциир\ются с зеле*

нокаменными породами π пластовыми кремнями.

298-

Происхождение и геологическое значение. Значительное содержание

кварца, исключительная сортированность и окатаниость, обнаруживае-

мые ортокварцнтамн, указывают на высокую степень их структурной

я минералогической зрелости. Эти породы являются конечным продук-

том продолжительного процесса выветривания, сортировки и абразии.

Для достижения этого результата необходимо достаточно длительное

время, чтобы области питания и осадконакопления характеризовались

тектонической стабильностью или чтобы пески проходили через не-

сколько циклов осадконакопления. Преобладает точка зрения, основан-

ная как на экспериментальном изучении абразии песков [180], так и

на исследовании песков крупных рек, например Миссисипи [261, 259],

что кварцевые арениты того типа, который встречается в геологических

разрезах, вряд лн когда-либо могли образоваться в результате пере-

носа реками, сколь продолжительным ни был бы этот перенос.

Кюнен [181] делает вывод, что песок может достичь совершенной

окатанности только в условиях эолового переноса, следовательно, пе-

сок с высокой степенью окатанности должен на каком-то этапе своей

истории (не обязательно на последнем) подвергнуться эоловой обра-

ботке. Этот вывод предполагает многоцикловое образование кварцевых

аренитов, что трудно установить, основываясь на внутренних свойст-

вах самого песка. Доказательством могут служить стертые каемки

обрастания, но онн наблюдаются редко.

Вопреки заключению Кюнена, ряд геологических признаков свиде-

тельствует о возможности образования очень зрелых песков под воз-

действием повторяющихся процессов промывания и провеивания песков

в волноприбойной полосе. Фолком [91] описано переслаивание песков

высокой степени окатанности с песками заметно худшей окатанности

в кварцитах Тускарора (силур) Западной Виргинии. Различие объяс-

няется местными изменениями условий осадконакопления, при этом

предполагается, что более зрелые пескн образовались в условиях

пляжа. Такое местное провеивание или промывание, вероятно, могло

обеспечить «очистку» песка от менее зрелых частиц.

Большинство современных песков не является кварцевыми арени-

тами. Незначительные исключения [218] представляют пески, отлага-

ющиеся в современном цикле при разрушении близлежащих кварцевых

аренитов. Таковы некоторые пляжевые пескн побережья Мексиканского

залнва в Северо-Западной Флориде, где песок на 99% состоит из

кремнезема [33]. Отсутствие современных кварцевых аренитов, их

немногочисленность в молодых геологических формациях (за исключе-

нием, пожалуй, меловых), их широкое распространение в кембрии и

отсутствие, в общем, в архее — все это требует объяснения. Можно

сказать, что ортокварциты отвечают периодам длительной стабильно-

сти, которая обусловливает выравнивание поверхности и длительность

процессов выветривания. Если это так, то начиная с мелового периода

и до настоящего времени Земля переживает период тектонической не-

устойчивости и поэтому характеризуется развитием незрелых песков.

Связь тектонической стабильности с петрографией песчаников рас-

сматривается в конце этой главы.

Гибридные песчаники

Существуют пески, не попадающие ни в одну из рассмотренных

выше крупных групп. Если даже исключить вулканомиктовые и карбо-

натные пески, остается несколько типов таких необычных песков, среди

которых выделяются зеленоцветные пескн.

299-

Глаукоиитовый песок (гринсенд).Термин гринсенд (greensan^

зелеиоцветиый песок) применяют к обогащенным глауконитом, пескац

(рис. 7-25). При исследовании под лупой образцов зеленоцветных пес^

ков видно, что они почти полностью состоят из глауконита, на долю·

зерен кварца приходится менее 1%. Чаще же кварц является основным

компонентом породы, составляя в ней 50% и более. Пески, состоящие

преимущественно нз глауконита, имеют темно-зеленую или светло-

зеленую окраску; смешанные пески характеризуются пестрой окраской

(цвета «соли с перцем»). Глауконнтовые пески известны в отложениях

мелового и эоценового возраста на прибрежной равнине востока Соеди-

ненных Штатов, особенно в штатах

Ныо-Джерси и Делавэр [12, 199].

Хотя мощность отдельных пластов

редко превышает 10 м, они развиты

на большой площади н представля-

ют в этой связи промышлевный

интерес как источник получения

калия. Химический состав несколь-

ких представительных образцов

зеленоцветных песков приводится

в табл. 7-11. Как н следовало ожи-

дать, состав песков колеблется в

широких пределах, в зависимости"

от соотношения глауконита н дру-

гого обломочного материала, а так-

же от типа и количества цемента.

Происхождение н геологическое

значение зеленоцветных песков тес-

но связано с проблемой глаукони-

та. Современные представления

о геологии и распространении глау-

конита обобщены в работах Хад-

динга [128], Клауда [49] и др. [105,

106, 116, 288, 264]. В соответствии

с представлениями Клауда, глауконит образуется в морской воде нор-

мальной солености; для него требуется слабовосстановительная обста-

новка (по Чнллингару [45], слабоокислительная); образованию глауко-

нита способствует наличие органического вещества; его присутствие

характерно для глубин воды 18—720 м; он формируется только на

участках, характеризующихся небольшой скоростью осадконакопления;

глауконит образуется главным образом из слюдистых минералов или

донных илов, обогащенных железом. Как отмечено Хаддингом [128] и

другими исследователями, места генерации и накопления глауконита

могут не совпадать, так как иногда он несет признаки переработки и

переноса.

Галлнхер [105, 106] пришел к выводу, что глауконит образуется

из биотита в процессе подводного выветривания. Он наблюдал зерва

промежуточного состава, которые указывали на такой переход. Он от-

метил также, что в заливе Монтерей в Калифорнии обогащенные

биотитом прибрежные пески в сторону моря латерально переходят

в смешанные глаукоиитово-слюдистые алевритовые пески а далее, на

глубине около 200 м —в глауконнтовые нлы. Грюнер [1251 показал»,

что расположение ионов в отдельных ячейках глауконита и биотита

весьма сходное, если не идентичное; поэтому превращение биотита

-300

Рнс. 7-25. Глауконнтовый песок форма-

ции Форт Огастес (мел), провинция

Альберта, Канада По [238]. Без анали-

затора. X 55.

Песчаник, богатый глауконитом (крупные

«круглые глобулн), полуугловатые зерна

«варца сцементированы карбонатным цемен-

том. Эта формация содержит также некото-

рое количество обломочных кремней

в глауконит не связано с коренными изменениями. Хотя наблюдения

Галлихера подтверждены другими исследователями [76], некоторые

глаукониты образовались, по-видимому, не из слюды [5]. Из сводки

Такахами [288] следует, что глауконит образуется из нескольких ис-

ходных материалов, например из фекальных пеллет, из глинистого

Таблица 7-11

Химические анализы глауконитовых и других песчаников. По [237|

Компонент

В Г

SiO

57,40

50,74 75,95 45,43 48,85 49,81

TiO

0,29

—

0,20 0,11

Следы

—

6,89 1,93 2,91

0,03

11,82 5.17

11,98

17,36

10,29

2,92

1,83 29,17

FeO

3,04 3,34

— —

1,22

0,35

MnO

0,03

— — 0,02 —

MgO

2,41

3,76

1,37

0,61 Г,45

0,95

CaO

1,78

2,86

0,10

26,21 12,85

2,43

O 1,11

1,53 0,35

0,34 0,47

0,84

4,85

6,68

2,99

0,16

0,64

0,48

O+

5,36

9,08

5,40

2,78 2,75

6,56

O-

4,46

— — — —

3,85

0,22 1,79

—

16,05 10,70

0,42

—

0,88

—

3,12

3,40

—

0,45

— — 0,86 — —

F — —

—

1,87

2,86

—

Сумма

100,29* 99,95 99,56 101,25**

97,84

1С0.03

.Минимум О

—0,79

—1,20

100,46'*

96,64

• Включает 0,02 BaO.

·· Включает 0,45 C к 0,29 PeS.

· B оригинале — 99,01.

А — глауконнтовый лесок (средний эоцен), полуостров Пахи, Новая Зеландия [87].

B — глауконнтовый песчаный мергель (верхний мел), штат Нью-Джерси, США. Аналитик

f>. Бейлн (2001. ,

В — глауконнтовый песок, цемент опаловый, танетскнй ярус, Ангр, Вельгия [44].

Г — фосфатный песчаник, «верхний фосфоритовый пласт» (сееоман), Щигры, Курск. СССР

435]. Около 38% кварца, 45% фосфорите, 5% глауконита.

Д — фосфатный песчаник, Сент-По, Булоннэ, Франция [441.

Е —железистый песчаник, Ханстантон, Норфолк, Англия (РЫШрз [881, Qusrt. IrI. GeoI Soc.

v. 37]. Состоит из кварцевых зерен, сцементированных бурой железной рудой, с небольшим коли-

чеством полевых шпатов в слюды.

вещества, выполняющего раковины фораминифер, радиолярий и других

морских организмов, из таких силикатных минеральных веществ, как

вулканическое стекло, полевые шпаты, слюды илн пироксен. Органиче-

ское вещество, по-видимому, способствует процессу глауконитизации.

Исходные вещества теряют глинозем, кремнезем и щелочи (за исклю-

чением калня), в то же время происходит увеличение содержания

•окисного железа н калия. Существенным фактором этого процесса

является морская вода.

Хотя глауконнтовые пески представлены в широком диапазоне от-

ложений (от докембрия до современных), наиболее часто они встре-

чаются в кембрийских породах. Еще одним этапом глауконитизации,

вероятно, был меловой период. Во многих местах этот процесс продол-

.жался в палеоцене и эоцене. Так было, например, на Прибрежной

Атлантической равнине США.

301-