Петтиджон ?. Дж. Осадочные породы

Подождите немного. Документ загружается.

ι (елиты

(глина)

нремнистый сланец Биопеяит

Сидеритовый сланец Зольный уголь

Известковый сланец

Мергель

Горючий сланец

Черный сланец

Богхедкеннель

ПОрЦ!ЛЛвНИ!

и глннисгые

известняки

Уголь

Асфальтит

Акаустобиолиты

Силицилит

Сидеролит

Кальцилиг

Битуминозные

кремни и

известняки

каустобиолиты

Гумулиг-угленосная

серия Сапролит-

битуминозная серия

щения (окремиелый известняк), путем изменения биолита (окремнелыЙ

диатомит) или, возможно, в результате осаждения либо кремнезема,

либо силиката натрия, которые впоследствии превращаются в кремень,

Из-за сложности образования некластических отложений этой группы

и в целях краткости некластические осадки этих групп рассматря~

ваются в соответствии с их химическим составом. Кроме того, отложе-

ния кремнезема, железа и фосфора имеют определенные общие свой-

ства, и их геологическое распространение и формирование опред

ляются некоторыми общими факторами.

Биолиты, или органические скопления, не представляют собой

однородной группы, а образуют две характерные подгруппы (рис. 11-1);.

акаустобиолиты и каусто-

биолиты, соответственно негорю-

чие и горючие породы [117]. Отно-

сящиеся к первой подгруппе кальци-

ты, составляют важную часть груп-

пы известняков, и поэтому они рас-

сматриваются вместе с этими поро-

дами в другом месте. Силициты

(главным образом диатомнт и ра-

диолярит) помещены в одну группу

с кремнями, с которыми они тесно

связаны. Слои, сложенные фосфат-

ными скелетами, объединены с фос-

форитами. Горючие биолиты, в том

числе уголь и битумы, хотя и яв-

ляются сравнительно редкими поро-

дами, представляют большой про-

мышленный и паучпый иптерес. По-

этому они рассматриваются от-

дельно.

Здесь следует отметить, что многие некластические отложения, опи-

санные в этой главе, являются конечным продуктом природного про-

цесса геохимического фракционирования, который в некоторых случаях

ведет к образованию отложений высокой чистоты. Поэтому они основ·

ной источник получения многих материалов, полезных для человека.

Например, из эвапоритов мы извлекаем соли различных элементов: Na,

Cl, Br, V, В, N и S. Крупнейшие скопления Si, Р, Fe находятся во вто-

рой группе некластических отложений, в которых лрисутствуют неко-

торые редкие элементы, такие как VHU. Каустобиолиты — это самые

крупные скопления углерода (без учета карбонатов) и являются основ-

ным источником энергии («ископаемое» топливо).

Кремни и другие кремнистые осадки

Определения и классификация

Tapp [292] представил обширную сводку, посвященную номенкла-

туре некластических кремнистых осадков; в большинстве случаев упот-

ребляемые в данной работе термины соответствуют терминам предло-

женным Тарром.

Кремни и флинты — это наиболее распространенные хпмические

кремнистые отложения. В настоящее время существуют разногласия по

вопросу о происхождении этих терминов, их точном значении И разли-

чиях (если таковые есть) между ними. Коемень представляет собой

плотную породу, состоящую из одного илн нескольких видов кремнезе-

Рнс. 11-1. Классификация и номенкла-

тура биолитов и бнопелнтов

492-

ма —опала, халцедона (микрокристаллического волокнистого кварца)

или микрокристаллического кварца. Он плотный, имеет занозистый или

раковистый излом. Кремень может быть белым или окрашенным в раз-

личные оттенки серого, зеленого, голубого, розового, красного, желтого,

коричневого и черного цветов. Термин «флинт> широко применяется и

как синоним «кремня», так и для обозначения его разновидности. Tapp

подчеркнул его идентичность кремню и предложил, чтобы термин

«флиит» был изъят из обращения или сохранен для наименования по-

делок, для изготовления которых широко применяется. Хотя термин

«флинт» появился раньше термина «кремень», используется преимуще-

ственно последний, как более точно характеризующий материал, для

обозначения которого оба термина применяются.

Силексит — это французское название кремня, оно относится в

основном к черной углистой его разновидности [48]. Используются так-

же термины роговик, лидит и φ τ а н

τ частично как синонимы

«кремия», а также для обозначения особых его разновидностей. В на-

стоящее время они малоупотребительны в Соединенных Штатах Аме-

рики.

Несколько специальных терминов применяются к слоистым крем-

ням. Они имеют главным образом региональное значение и применя-

ются неуниверсально.

Нова кул нт — это очень плотная, однородного строения, светло-

окрашенная криптокристаллическая кремнистая порода. По существу,

это пластовый кремень, характеризующийся преобладанием микрокри-

сталлического кварца над халцедоном — свойством, которым обладают

также докембрийские кремневые породы. Термин «новакулит» редко

используется за пределами штатов Арканзас, Оклахома и Техас, где он

применяется для обозначения некоторых средиепалеозойских пластовых

кремней. Яшма представляет собой железистую кремнистую породу

обычно красного цвета, хотя желтые, коричневые и черные кремни так-

же называются яшмой. Термин джеспилит лрименяется к переслаи-

ванию яшмы и гематита в докембрийских железосодержащих форма-

циях, особенно в регионе озера Верхнего. Термин яшм он д употребля-

ется для обозначения некоторых кремневых пластов в районах горных

разработок Оклахомы, Миссури и Канзаса [261, 191].

Термин порцеллаиит применяется к плотным твердым поро-

дам, имеющим структуру и излом неглазурованного фарфора. Очень

часто, но не всегда такие породы являются кремнями с многочисленны-

ми включениями. Эти нечистые кремни бывают глинистыми или извест-

ковыми, или более редко сидеритовыми. Глинистые порцелланиты посте-

пенно переходят в кремнистые сланцы; а известковые порцелланиты—

в кремнистые известняки. Некоторые порцелланиты, однако являются

окремнелыми туфами.

IIe все кремнистые осадки представлены плотными, крепкими по-

родами. Некоторые из них рыхлые и пористые — это кремнистые земли,

включающие диатомовые и радииляриевые земли. Они со-

стоят соответственно из опаловых панцирей диатомей и решетчатых

скелетных структур радиолярий. Они обычно белого или кремового цве-

та; более редко они имеют темно-желтый, красный или коричневый

цвет. Эти гомогенные, пористые и рыхлые породы сухие и землистые

иа ощупь и по внешнему виду. К этим осадкам применяют также тер-

мины диатомит и радиолярит, хотя они используются и для обоз-

начения материала, который становится

плотным

и похожим на кремень

в результате заполнения пор. Термины диатомовый кре-

493-

мень и радиоляриевый кремень больше подходят еротвёТС«а

венно для литифицированиых диатомовых и радиолярневых HflOft Ана·^

логичным образом могут скапливаться спикулы кремневых губок и об*

разовываться спикулиты пли в случае литификации спикуловые·

кремни.

Кремнистый туф — это также пористый материал, белый нли

светлоокрашенный и легкий, он отлагается водами горячих источников^

Гейзерит—это просто разновидность кремнистого туфа, образован-

ного гейзерами.

Трепел — это еще одна очень пористая, легкая, кремнистая по-

рода (сложена главным образом халцедоном). Она имеет белый цвет

или окрашена в серый, розовый, темно-желтый, красный или желтый

цвет. На ощупь она шероховатая и грубая. Трепел образует довольно

крупные скопления; поскольку он ограничен земной поверхностью, Tapp-

считает его продуктом выветривания (выщелачивания: и гидратации)

кремней и кремнистых известняков, из которых выщелочены карбона-

ты. Трепелы включают «гнилой камень» (rottenstone). Первона-

чально и в некоторой степени в настоящее время термин применяется

к диатомовым и другим кремнистым осадкам, которые очень сходны с

трепелом.

Еще одним продуктом выветривания являются снлькреты; этог

термин применяется для описания кремнистой отвердевшей корки или

почвенного образования; считается, что они образуются при осажде-

нии кремнезема из поднимающихся по капиллярной системе вод в за-

сушливых и полузасушливых районах. Эта порода аналогична каличе

(назыааемого также калькретом). Термин широко используется южно-

африканскими геологами [61].

Состав кремней

Минеральный состав. Основными компонентами необломочных

кремнистых осадков являются опал, халцедон и кварц. Остальные при-

сутствующие здесь минералы, обычно развитые в смежных осадочных

породах, следует считать примесями.

Кристаллохимия кремнистых минералов более сложная, чем при-

нято считать. Изученные по этому вопросу материалы были обобщены

в работах Крессмана [61], Дира, Хаун и Зуссмана [65]. Опал

SiOgXnHaO, представляет собой преимущественно аморфный кремне-

зем с некоторым количеством воды. Он отличается низкой плотностью,,

около 2,1, и растворим в КОН. Он имеет инзкий коэффициент прелом-

ления, изменяющийся от 1,38 до 1,46 в зависимости от содержания:

воды [287]. Измерения Брамлетта [28] далн для опала кремнистых ор-

ганизмов значение показателя преломления 1,440+0,002, что соответ-

ствует содержанию воды около 9%. Опал встречается во многих крем-

нях и в некоторых из них является основным компонентом. Однако ок

обнаружен только в мезозойских и кайнозойских кремнях ιι предпола-

гается, что в более древних породах он превращен в халцедон и кварц.

В результате превращения — химической дегидратации — возникают

определенные явления усыхания, особенно сфероиды с концентрической

слоистостью [286]. Признаки усыхания у других кремней могут быть

результатом превращения магадиита—предшественника кремня—в-

кремень [283].

Халцедон — доминирующая составная часть большинства крем-

ней— является природным микроволокнистым кремнеземом с кристал

494-

лической решеткой кварца. Сосмаи [268] ие считал халцедон разно-

видностью кварца, поскольку он имеет свои отличительные свойства.

Он преимущественно волокнистый, обычно проявляет отрицательное

удлинение, имеет показатели преломления 1,533 и 1,540, а двупрелом-

леиия от 0,009 до 0,011, плотность от 2,55 до 2,63, отсутствует инверсия

при 573°С, и теплоемкость отлична от теплоемкости кварца. Хотя хал-

цедон состоит преимущественно из микроволокнистого кремнезема,

некоторые исследователи объясняют его аномальные свойства, предпо-

лагая, что в нем присутствует и различное количество субмикроскопи-

ческого аморфного кремнезема или опала. Уошберн и Навэ [317] сдела-

ли вывод, что «флинты и халцедоны состоят из коллоидного кварца, В

Таблица 11-1

Химические анализы кремней н других, необломочных кремнистых осадков

Компоненты А В

SiOi

TiO,

FeO

MnO

MgO

CaO

KsO

O+

O-

•С

93,54

2,26

0,48

0,79

0,23

0,66

0,37

0,51

0,72

0,21

98,93

0.С05

0,14

0,06

0,08

0,01

0,02

0,04

Сл.

0,17

0,27

Сл.

0.02

Нет

0,18

99,47

0,17

0,12

0.05

0,09

0,15

0,07

1,12**

82,69

1.76

1,00

0,3!

0,01

1,08

2,93

0,50

2,6!

4,75**

0,21

2,28

0,15

70,78

0,03

0,45

0,02

0,30

0,02

1,88

12,90

0,05

0,06

0,32

0,48

0,16

12,04

Сл.

0,33

43,43

11,25*

0,18

21,00

1,39

0,70

1,2!

3,99

} 0,50 j

15,76

0,08

73,71

0,50

7,25

2,63

0,44

М7

1,72

1,19

1,00

6,94

2,88

0,24

Сл.?

0,16

0,00

82,94

0,27

0,1

3,4

0,19

1,60

0,65

1,40

} 0,33

0,8

0,40

Сумма 99,86

99,92

100,24

100,28

100,14

99,45

100,13 92,38***

• Включает P

O,.

** Потерн прн прокаливании.

··· Включвет F —0,10; S-O

Hj V

Oj - 0,06.

А- Францисканские премии (юра?), Баглн-Каньои, гора Дьябло. Калнфорння, США 164].

Б. «Флинты» Ваапорт (карбон), Флннт-Ридж, Огайо, США. А«алитик Д. Шааф 1541.

В. Новакулнты (девон). Рокпорт, Арканзас, США. Аналитик Р. Брэкнт [541.

Г. Среднее из 10 кремниевых пород, формация Монтерей (мноден), Калифорния 1281.

Д. Известковый желваковые кремень, известняки Делавэр (девон) Огайо, США. Аналитик

Д. Шааф !2811.

Е. Сидеритовый порцеланнт (докембрий), округ Айрон, Мичиган, США. Аналитик В. Вруне.

Ж. Диатомовый «сленец>, формация Монтерей (мноцен), Голливуд, Калнфорння, США. Ана-

литик Фзрчайлд

1·

481.

3. Кремень, формация Фосфория (пермь), Бразер-Каньон, Юта, США [2661.

более чистых формах халцедона коллоид имеет гелеобразиый характер,

и отдельные частицы его являются микроскопическими и субмикроско-

пическими по размеру». Однако Сосмаи подчеркивает форму, а не раз-

мер частиц и отмечает, что частицы являются нитевидными или волок-

нистыми. Если они короткие и беспорядочно ориентированы, то излом

раковистый, как и у флинтов и кремией. Электронные микроснимки

халцедонового или волокнистого кремнезема показывают, что материал

имеет губчатую структуру, которая предположительно обусловлена на-

личием мелких сферических пустот, заполненных водой. Признаки во-

локнистой структуры и присутствия опала ие обнаружены [95].

495-

Как было отмечено, халцёдоновые волокна имеют отрицательно^

удлинение, следовательно ось «с» перпендикулярна к волокнами Одна^

ко некоторые виды халцедона имеют положительное удлинение. Не-

давно Фолк и Питман [94] обратили внимание на этот факт и впос-

ледствии отметили, что редкие типы халцедона с положительным уд-

линением всегда связаны с эвапоритовыми отложениями, где кремне-

зем замещает эвапоритовые минералы.

Tapp [291, 292], исследуя шлифы, убедился, что, хотя в кремнях

преобладает халцедон, в них присутствует и кварц, а в некоторых от-

ложениях он является доминирующим. Он считал, что микроволокии-

стый халцедон со временем превращается в кварц. Последовательный

ряд таков: первичный гидрогель (опал)—халцедон кварц. Джеймс

[160] показал, что размер зерна кварца в некоторых докембрийских

кремнях тесно связан со степенью метаморфизма: чем выше степень

метаморфизма, тем кремень более грубозернистый.

Компоненты, отличающиеся от перечисленных выше форм кремне-

зема, встречаются в кремнях редко. Некоторые менее распространен-

ные «нечистые» кремни содержат кальцит, доломит и сидерит. Даже

некоторые распространенные кремни содержат отдельные ромбы доло-

мита. Некоторые кремни содержат крупные зериа обломоч-

ного кварца. По высокому содержанию окиси алюминия в данных хи-

мического анализа предполагается наличие примесей глинистых мине-

ралов, хотя некоторое количество алюминия может замещать кремний.

Химический состав. Как и следовало ожидать, кремни имеют высо-

кое содержание кремнезема (табл. 11-1). В некоторых случаях содер-

жание кремнезема превышает 99%. Изменения состава тесно связаны

с различиями в литологии ассоциирующих осадков [61]. Радиолярне-

вые кремни обычно встречаются вместе с глинистыми сланцами; как

радиоляриевым, так и диатомовым осадкам сопутствуют пирокласти-

ческие породы. Поэтому как те, так и другие содержат больше глино-

зема, чем спикуловые, кремни, для которых более характерна ассо-

циация с песчаниками или карбонатными породами. В некоторых чер-

ных кремнях присутствует железо в виде пирита или магнетита; в

красной яшме — в виде гематита. Титан является второстепенным ком-

понентом в большинстве кремней и только в некоторых силькретах его

доля значительна. Содержание щелочных металлов незначительно, за

исключением кремней, тесно связанных с вулканическими процессами.

Петрография кремией

Типичный кремень, как желваковый, так и пластовой, представляет

собой твердую плотную породу с ровным раковистым изломом. Цвет в

зависимости от примеси изменяется от белого до серого н черного, в

других случаях порода имеет серо-зеленый, желтый, коричневый или

красный цвет.

Под микроскопом кремеиь бесцветный, имеет тонкозернистую мик-

рокристаллическую структуру (рис. 11-2). В некоторых кремнях круг-

лые или эллиптические прозрачные пятна представляют собой остатки

радиолярий, и если последние ие очень затронуты процессом перекри-

сталлизации матрикса, то в них заметны шипы нли, реже, решетча-

тое внутреннее строение этих организмов. В кремнеспнкуловых осад-

ках содержатся многочисленные спикулы губок. Отдельные зериа

кремня при сильном увеличении обычно имеют волокнисто-волнистое

погасание, которое отличает их от соседиих зерен. Некоторые, более

496-

молодые кремии содержат изотропный материал, в котором можно

видеть несколько или много поляризующих частиц. Весьма вероятно,

что эти частицы являются кристалликами кварца первая ступень-

в процессе девитрификации первичного аморфного геля кремнекисло-

ты. Со временем опаловый кремнезем, подобно вулканическому стек-

лу, становится полностью кристаллическим. Древние кремни (все до-

кембрийские кремни) в настоящее время состоят полностью из мелко-

зернистого мозаичного кварца. Под электронным микроскопом в не-

Рис. 11-2. Гертфордшкрскнй «пудинговьж» конгломерат (эоцен), Англия. Скрещенные

ннколи, Х28.

Обломки двух флиитовых галек и заполняющий матрике. Флинт представлен чрезвычайно тонко-

зернистой мозаикой микрокристаллического кремнезема

Рис. 11-3. Сннмок под электронным микроскопом кремнистого иовакулнта Кабаллос

(девон), бассейн Марафон, Техас. Длина поля 8 мкм — (фотография любезно предс-

ставлеиа Э. Ф. Мак-Врайдом).

Обратите внимание на блоковые, субгедральные зерна размером от 3 до 5 мкм

которых кремнях проявляются четко очерченные многогранные об-

ломки кварца; другие менее плотны и содержат многочисленные пу-

зыреобразные углубления, иногда их бывает достаточно для того, что-

бы кремень имел вид шлака [95] (рис. 11-3). Считается, что углуб-

ления заполнены водой.

Некоторые кремни не совсем чистые, и год микроскопом вндек

карбонат, рассеянный по всему кремню. Порцелланнт содержит осо-

бенно большое количество такого карбоната. Породы, имеющие кар-

бонатные включения, характеризуются наличием всех переходных

форм от кремня, который содержит несколько рассеянных ромбов

кальцита или доломита (рис. 11-4), до пород, в которых ромбы кар-

боната становятся настолько многочисленными, что они соприкаса-

ются друг с другом и образуют губкообразные ячейки, промежутки

497-

•между которыми заполнены опалом или опалом и халцедоном. Кар-

бонаты могут равномерно распределяться по всему кремню; в других

случаях они могут концентрироваться в отдельных прослоях, прояв-

ляющихся при выветривании. Сидерит в большей степени, чем кальцит

или доломит, может содержаться в порцелланитах, приуроченных к

железосодержащим формациям (см. табл. 11-1). Выветривание такого

материача сопровождается окислением и превращением карбоната в

плотный, твердый лимонит, который образует черную корку на по-

верхности породы и скрывает ее истинную природу.

Рис 11-4. Кремень ХаПтерсвиль (девон), округ Вуд, Западная Виргиния. Без анализа-

тора, X 80.

Плотный кремень, состоящий нз халцедона с рассеянными ромбами доломита. Пятнистость крем-

ня поэволиет предположить структуру окремнелого калькаренпта с ископасмымн остатками

Рис. 11-5. Кремнистый оолит, формации Майнз (кембрий), Стейт Колледж, Пенсиль-

вания. Скрещенные ннколн, ХЗО.

У оондов, как правило, имеются детрнтовые кварцевые ядра, обычно со вторичным обрастанием

ICM рис. 17-7). Окремненне известковых оолитов разрушило значительную часть концентрической

•структуры и превратило карбонат в микрокристаллическую мозанку кварца. Кварцевая микро-

мозаика окружает и связывает оонды шесте

Породы, состоящие из смеси глнны или алевритовой глины и

большой, но непостоянной доли опалового кремнезема, являются так-

же фарфоровидными и называются порцелланитами [28]. Они посте-

пенно переходят в кремнистые сланцы, которые состоят нз смеси

обычных компонентов глинистого сланца со значительным количест-

вом осажденного кремнезема (см. с. 359). Кремнистые сланцы по сте-

пени твердости сходны с флинтами, образуют плитчатые отдельности

и имеют полураковистый излом. Считают, что кремнезем сланцев

Ма>рн образовался из тонкозернистого вулканического пепла. Пола-

гают, что эта порода образовалась при разрушении вулканического

стекла в морской воде и одновременного осаждения кремнезема диа-

томовыми водорослями и другими агентами [246]. Аналогичное объяс-

нение происхождения предложено для кремнистых сланцев в пластах

Стэнлн (карбон) в Оклахоме [112].

Песчанистые кремни распространены нешироко, хотя известны все

нереходы между кремнями, песчанистыми кремнями и песчаниками с

кремневым цементом [48, 154,252]. В некоторых кремнях по всей мас-

498-

се породы редко разбросаны крупные окатанные песчаные зерна (см.,.

например, слой Суипингс докембрийской формации Айронвуд [2]).

Окремнелые туфы близки к кремням и во многом похожи иа них

по внешнему виду (см. гл. 9). Эти породы отличаются от истинных

кремней включениями стеклообразного материала, с трудом отличаю-

щегося от изотропных опаловых спикул и других, изогнутых форм.

Девртрификацня вулканического стекла может усложнить это распоз-

навание.

Рнс. 11-6. Геопетальный кремнистый оонд, оолиты Стейт Колледж, Стейт Колледж.

Пенсильвания. Скрещенные николн. Х58. Деталь рнс. П-5.

Обратите внимание на вторичное разрастание зерна каарца. смещенного в нижнюю половину

оонда

Оолитовые кремни образуют специальный класс. Хотя кремнистые

оолиты и являются немногочисленной разновидностью кремня, оии

наиболее ясно проявляют признаки происхождения в результате заме-

щения, поэтому оии и вызывают к себе наибольший интерес в связи с

проблемой кремня. Наиболее известны кремнистые оолиты из Стейт

Колледжа, штат Пенсильвания [71, 178, 52]. Под микроскопом (рис.

11-5) в этих кремнях видны многочисленные оолитовые тела, около

1 мм в диаметре, состоящие из микрокристаллического кварца и хал-

цедона, имеющего концентрическое строение. Большинство из них со-

держат хорошо окатанное обломочное кварцевое ядро, которое за-

ключено в оболочке вторичного кварца, нарастающего в оптическом

продолжении на обломочное зерно. Граница между первоначальным:

песчаным зерном и каемкой обрастания отмечена карбонатными вклю-

чениями. Пустоты между оолитами заполнены мозаикой тонкозерни-

стого кристаллического кварца. В некоторых оолитах кварцевые ядра

смещены в одну сторону; другие, лишенные кварцевых ядер, прояв-

ляют геопетальиую структуру, возникшую в результате растворения

центрального ядра оонда, при этом нерастворениый остаток сместил-

ся вниз, затем последовало заполнение осажденным крупнокристал-

лическим кварцем [52] (рис. 11-6).

Другие кремнистые оолиты имеют подобные характеристики.

Оолитовые кремни нз доломитов Шакопи (ордовик) в Утике, Илли-

499-

пойс примечательны наличием фестончатых отложеиий иа внутрен-

ней части ооида и кремнистых псевдоморфоз по доломиту, присутст-

вующих как в оолитах, так н в их матриксе (рис. 11-7). Эти оолиты

явно замещают известковые оолиты, и все стадии трансформации

можно видеть в соответствующем наборе образцов. Им подобны крем-

ни возникшие в результате окремнения биокалькаренитов, например

кремни из известняков Осейдж (миссисипий) в Индиане, где отчетли-

во видны биогенные обломки, из которых они образовались (рис.11-8).

Рис. 11-7. Оолитовый кремень Шакопи (ордовик), Утнка, Иллниойс. Без анализатора.

X90 (фотография Честера Джонсона).

Первоначальные известковые оопды не проявляют прнэпокоо хопцонтрнчвекого или радяялммго

строения. Прн скрещенных ннколях онн образуют ынкромозанку кристаллического кремнезема.

Обратите внимание на ромбовидные псевдоморфозы кремнезема по доломиту, которые распола-

гаются внутри н вне оондов. Более поздняя генервцня халцедоне отложилась между ооидамн.

Халцедон проявляет тенденцию к радиальному н концентрическому рвеположеиию я частично

отлагается н виде конформной оболочки вокруг окремвелых оондов

Рве. 11-в. Ооолнтовый кремень, формация Осейдж (?) (миссисипий), Индиана. Без

анализатора, X 35.

Полностью состоит из кремнезема, но сохрвиились многие элементы текстуры первичного извест-

няка. нз которого он образовался в результате окремнения. Первичная порода содержала дет-

рнтовый кврбонат, ископаемые остатки н известковые оонды

Хотя, как правило, желваки бесструктурны, у некоторых из иих

есть плотное черное внутреннее ядро, окруженное более светлой и в

некоторых случаях белой внешней оболочкой («cotton rock»). В неко-

торых из них видны следы слоистости, которая продолжается во вме-

щающих породах; другие характеризуются концентрическим строе-

нием, сфероидами контракциониого сжатия [286] или трещинами

усыхания и сетчатым рисунком [283]. В некоторых из них включены

фрагменты пород. Достаточно часто встречаются кремни, содержащие

окаменелости, которые либо окремнелые, либо известковые. В послед

них карбонат может быть выщелочен, остаются только полости или

отпечатки.

Геологические условия залегания кремней и связанных

с ними пород

Кремни, наиболее широко распространенные кремнистые породы

химического происхождения; залегают как в виде желваковых сегре-

гаций, главным образом в карбонатных вмещающих породах, так и в

виде обширных по площади пластовых отложений.

Кремневые (флиитовые) желваки —очень неправильные по форме,

обычно бесструктурные, плотные сгустки микрокристаллического крем-

незема. Эти желваковые стяжения варьируют от более или менее пра-

вильных дисков (2—5 см в диаметре) до крупных весьма неправиль-

ных и цилиндрических тел, достигающих 20 30 см в длину. Они

имеют самую разнообразную форму, но наиболее крупные, несмотря

на округлые контуры, характеризуются бородавчатой или бугристой

поверхностью (см. рис. 12-10). В большинстве случаев желваки вы-

тянуты параллельно 'плоскости напластования и обычно скапливаются

по определенным плоскостям напластования. В некоторых известняках

онн достаточпо многочисленны и группируются, образуя более или ме-

нее непрерывные, хотя и неправильные, или «волнистые», слои. Крем-

иесодержащие слои могут в той или иной степени характеризоваться

ритмическим распределением в разрезе [241]. В отдельном слое крем-

ни образуют неправильную двухмерную сетку; если слои располага-

ются с небольшими промежутками, то между ними могут возникать

некоторые связи или «мосты» и сетка кремней становится трехмерной.

Некоторые известняки также кремневые, ио в большинстве из ннх

встречаются лишь рассеянные дискретные желваки.

Кремневые желваки широко распространены и встречаются в кар-

бонатных породах всех возрастов. Хорошо известны кремни палеозой-

ских известняков в долине верхнего течения р. Миссисипи [314, 290,

21], а также флинтовые желваки в верхнемеловом писчем меле Англии

и Франции [241]. Хотя желваковые кремни неизвестны в современных

осадках, они обнаружены в плейстоценовых отложениях Восточной

Африки. Эти желваки — неправильной формы, уплощенно-вытянутые

и закрученные тела с сетчатым узором на поверхности, длиной от 5

до 10 см; они залегают в окремнелых аргиллитах и цеолитизирован-

ных туфах [85, 138]. Подобные кремни известны в других местах, осо-

бенно в отложениях р. Грин-Ривер (эоцен), штат Вайоминг [283].

Пластовые кремни образуют наиболее внушительные скопления

химически осажденного кремнезема. Они ие только слагают целые

формации, ио и имеют большую мощность и протяженность. Их обыч-

ная мощность — несколько метров, ио известны также толщи мощно-

стью 100 м и более.

Пластовые кремни можно сгруппировать в три класса. К перво-

му относятся платформенные кремни, т. е. те, которые ассоциируют с

мелководными известняками и кварцевыми аренитами и образуют с

ними «ассоциацию» стабильного шельфа. Второй класс составляют

геосинклинальные кремни или те, которые ассоциируют с пред-

полагаемыми глубоководными образованиями — кремнистыми черны-

ми сланцами. Считают, что они являются аналогами глубоководных

радиоляриевых и диатомовых нлов. Третий класс кремней связан с

эвапоритовыми отложениями или по крайней мере с отложениями пе-

ресыщенных солью бассейнов (предположительно с щелочными отло-

жениями пересыхающих озер).

Платформенные кремни ассоциируют с известняками, содержа-

щими многочисленные кремневые желваки, которые в некоторых слу-

чаях образуют неплотную сетчатую трехмерную сетку. С увеличением

доли кремня эти породы переходят в толщу кремня с отдельными про-

слоями известняка. Пласты кремня обычно бывают искривленными и

волнистыми. В них часто содержатся многочисленные окремнелые нз-

501-